JP2015165732A - 蓄電池制御装置、給電システム、蓄電池制御方法、及びプログラム - Google Patents

蓄電池制御装置、給電システム、蓄電池制御方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】簡易な方法により、複数の蓄電装置を効率よく運用する。
【解決手段】直流電源装置20から負荷装置に電力を供給する給電経路に複数の蓄電装置50が補助電源装置として接続される場合に、複数の蓄電装置50のそれぞれの充放電動作を制御する蓄電池制御装置70であって、複数の蓄電装置50のそれぞれの蓄電装置内に含まれる蓄電池511の充放電時の特性を、当該蓄電池の充放電の履歴情報に基づいて判定する蓄電池特性判定部702と、上記蓄電池511の充放電時の特性の判定結果に基づいて、複数の蓄電装置50のそれぞれにおける充放電動作の態様を制御する制御部703と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、複数の蓄電装置の充放電動作を制御する、蓄電池制御装置、給電システム、蓄電池制御方法、及びプログラムに関する。
近年、データセンタや通信局舎などにおいては、ルータやサーバ等の各種負荷装置へ直流電力を供給する直流給電システムの構築が進められている。直流給電システムは、直流電源装置から出力される直流電圧を、給電経路(電力供給線)を介して複数の負荷装置へ供給する。この交流電力系統において系統事故等の異常が生じて、直流電源装置から負荷装置に直流電圧を正常に出力できなくなる場合の電源のバックアップ用途として蓄電装置が設置されている。或いは、昼間時等における商用電力系統からの受電電力のピークカットを目的に蓄電装置が設置されている。
なお、関連する複合蓄電池エネルギー管理システムがある(特許文献1を参照)。この特許文献1に記載の複合蓄電池エネルギー管理システムは、使用目的に応じて複数の蓄電池の充放電を管理する。
特開2012−205490号公報
上記特許文献1に記載の複合蓄電池エネルギー管理システムは、蓄電池ユニット群の使用目的に応じて複数の蓄電池の充放電を管理する際に、個々の蓄電池の運用最適化のための評価関数、制約条件を設定する。そして、設定された評価関数に基づいて、各蓄電池ユニットの充放電スケジュールを個別に決定する。
しかしながら、上記特許文献1に記載の複合蓄電池エネルギー管理システムでは、蓄電池の寿命コストと制約条件とに基づいて、設定された評価関数を演算することにより、複数の蓄電池の充放電スケジュールを管理しようとするものであり、その分、制御が複雑になる。
本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、簡易な方法により、複数の蓄電装置を効率よく運用することができる、蓄電池制御装置、給電システム、蓄電池制御方法、及びプログラムを提供することにある。
この発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、本発明の蓄電池制御装置は、電源装置から負荷装置に電力を供給する給電経路に複数の蓄電装置が補助電源装置として接続される場合に、前記複数の蓄電装置のそれぞれの充放電動作を制御する蓄電池制御装置であって、前記複数の蓄電装置のそれぞれに含まれる蓄電池の充放電時の特性を、当該蓄電池の充放電の履歴情報に基づいて判定する蓄電池特性判定部と、前記蓄電池の充放電時の特性の判定結果に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれにおける充放電動作の態様を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
また、上記蓄電池制御装置において、前記複数の蓄電装置には、複数の種類の蓄電装置が混在し、前記制御部は、前記蓄電装置の種類に応じて、前記複数の蓄電装置のそれぞれにおける充放電動作の態様を制御することを特徴とする。
また、上記蓄電池制御装置において、前記複数の蓄電装置の充電方法には、複数の種類の充電方法が混在し、前記制御部は、前記複数の蓄電装置のそれぞれにおける充放電動作の態様に応じた前記充電方法の種類を選択することを特徴とする。
また、上記蓄電池制御装置において、前記蓄電池特性判定部は、前記蓄電池の充放電時の特性の変化を、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返したサイクル数に基づいて判定し、前記制御部は、前記蓄電池のサイクル数が予め定めた基準回数以下の場合に、当該蓄電池を含む蓄電装置を、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返す第1の充放電態様の蓄電装置として設定し、前記蓄電池のサイクル数が予め定めた基準回数を超える場合に、当該蓄電池を含む蓄電装置を、常時は予め定めた充電量を確保するように充電されており放電する機会を待機するように充電される第2の充放電態様の蓄電装置として設定することを特徴とする。
また、上記蓄電池制御装置において、前記蓄電池特性判定部は、前記蓄電装置内の蓄電池の使用期間と寿命期間とに基づいて、当該蓄電池の残りの利用可能期間を判定し、前記制御部は、前記蓄電池の残りの利用可能期間が予め定めた所定の基準期間以上の場合に、当該蓄電池を含む蓄電装置を、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返す第1の充放電態様の蓄電装置として設定し、前記蓄電池の残りの利用可能期間が予め定めた所定の基準期間に満たない場合に、当該蓄電池を含む蓄電装置を、常時は予め定めた充電量を確保するように充電されており放電する機会を待機するように充電される第2の充放電態様の蓄電装置として設定することを特徴とする。
また、上記蓄電池制御装置において、前記制御部は、前記第1の充放電態様の蓄電装置を、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返して使用する第1の用途の蓄電装置として設定し、前記第2の充放電態様の蓄電装置を、常時は予め定めた充電量を確保するように充電されており放電する機会を待機するように用いる第2の用途の蓄電装置として設定することを特徴とする。
また、上記蓄電池制御装置において、前記蓄電池特性判定部は、前記複数の蓄電装置のそれぞれが前記給電経路に接続される位置と、前記負荷装置が前記給電経路に接続される位置とに基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれから前記負荷装置に電力を供給する際の電力損失量を判定し、前記制御部は、前記蓄電池特性判定部により判定された前記電力損失量に基づいて、充放電を行う蓄電装置を選択することを特徴とする。
また、上記蓄電池制御装置において、前記複数の蓄電装置のそれぞれには、当該蓄電装置に含まれる蓄電池の周辺の雰囲気温度を検出する温度検出部が設けられており、前記蓄電池特性判定部は、前記温度検出部により検出される前記蓄電池の周辺の雰囲気温度の検出結果に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれに含まれる蓄電池が運用可能か否かを判定し、前記制御部は、前記蓄電池特性判定部の判定結果に基づいて、充放電を行う蓄電装置を選択することを特徴とする。
また、上記蓄電池制御装置において、前記制御部は、前記複数の蓄電装置のそれぞれの出力電圧を異なる値に設定することにより、前記複数の蓄電装置において、前記給電経路に放電を開始する蓄電装置の優先順位を設定することを特徴とする。
また、本発明の給電システムは、電源装置の給電経路に接続された負荷装置に前記電源装置から前記給電経路を介して電力を供給するとともに、前記給電経路に複数の蓄電装置が補助電源装置として接続され、さらに、太陽光発電装置が前記給電経路に接続され、該太陽光発電装置から前記給電経路に電力を供給する給電システムであって、前記複数の蓄電装置のそれぞれに含まれる蓄電池の充放電時の特性を、当該蓄電池の充放電の履歴情報に基づいて判定する蓄電池特性判定部と、前記蓄電池の充放電時の特性の判定結果に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれにおける充放電動作の態様を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の蓄電池制御方法は、電源装置から負荷装置に電力を供給する給電経路に複数の蓄電装置が補助電源装置として接続される場合に、前記複数の蓄電装置のそれぞれの充放電動作を制御する蓄電池制御装置における蓄電池制御方法であって、前記複数の蓄電装置のそれぞれに含まれる蓄電池の充放電時の特性を、当該蓄電池の充放電の履歴情報により判定する蓄電池特性判定手順と、前記蓄電池の充放電時の特性の判定結果に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれにおける充放電動作の態様を制御する制御手順と、を含むことを特徴とする。
また本発明のプログラムは、電源装置から負荷装置に電力を供給する給電経路に複数の蓄電装置が補助電源装置として接続される場合に、前記複数の蓄電装置のそれぞれの充放電動作を制御する蓄電池制御装置のコンピュータに、前記複数の蓄電装置のそれぞれに含まれる蓄電池の充放電時の特性を、当該蓄電池の充放電の履歴情報により判定する蓄電池特性判定手順と、前記蓄電池の充放電時の特性の判定結果に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれにおける充放電動作の態様を制御する制御手順と、を実行させるためのプログラムである。
また本発明の蓄電池制御装置は、1充放電サイクルにおける充放電量を比較的大きくする第1充放電態様と、1充放電サイクルにおける充放電量を比較的小さくする第2充放電態様と、があり、予め定めた判定条件に基づいて推定された結果、残りの利用可能期間が比較的長いと推定される電池は第1充放電態様のもとで充放電させて、同判定条件に基づいて推定された結果、残りの利用可能期間が比較的短いと推定される電池は第2充放電態様のもとで充放電させる制御部を備えることを特徴とする。
本発明によれば、簡易な方法により、複数の蓄電装置を効率よく運用することができる。
本発明の第1実施形態に係る蓄電池制御装置の構成例を示す構成図である。 蓄電装置のサイクル数に基づく充放電モードの設定例を示す説明図である。 蓄電装置の種類に応じて充放電モードを設定する例を示す説明図である。 本発明の第2実施形態に係る蓄電池制御装置71の構成例を示す構成図である。 蓄電装置51の利用可能期間を判定する例を示す説明図である。 本発明の第3実施形態に係る蓄電池制御装置72の構成例を示す構成図である。 商用電力系統からの受電電力を低減するピークカット時における蓄電池制御装置72の処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第4実施形態に係る蓄電池制御装置73の構成例を示す構成図である。 商用電力系統からの受電電力を低減するピークカット時における蓄電池制御装置73の処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第5実施形態に係る直流給電システム1Dの概略構成を示す構成図である。 パワーコンディショナ90の構成を示す構成図である。 蓄電池制御装置74の処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第6実施形態に係る直流給電システム1Eの概略構成を示す構成図である。 本発明の第7実施形態に係る交流給電システム1Fの概略構成を示す構成図である。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
(直流給電システム1の構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る蓄電池制御装置70の構成例を示す構成図である。この蓄電池制御装置70は、図1に示す直流給電システム1において、複数の蓄電装置50−1、50−2、・・・、50−mの充放電動作を制御する。
この直流給電システム1は、例えば、データセンタや通信局舎等のビルに設備される直流給電システムの例である。
図1に示す直流給電システム1は、受電設備10、直流電源装置(REC)20、負荷装置までの給電経路、蓄電装置50−1、50−2、・・・、50−m、エネルギー管理装置(EMS)60、及び負荷装置100−1、100−2、・・・、100−nを備える。
なお、以下の説明において、蓄電装置50−1から蓄電装置50−mを総称する場合は、「蓄電装置50」と呼び、負荷装置100−1から負荷装置100−nを総称する場合は、「負荷装置100」と呼ぶことがある。
この直流給電システム1において、蓄電装置50は、同一の種類の蓄電池を含む蓄電装置であってもよく、或いは、異なる種類の蓄電池、例えば、リチウムイオン電池や、鉛電池や、ニッケル水素電池等を含む蓄電装置であってもよい。さらには、異なる充電容量や、異なる充電方法の蓄電池を含む蓄電装置であってもよい。つまり、複数の蓄電装置50には、複数の種類や容量の蓄電池や、異なる充電方法の蓄電池が混在していてもよい。例えば、蓄電装置50には、定電流充電を行う蓄電池や、定電圧充電を行う蓄電池や、定電流充電と定電圧充電を組み合わせて充電を行う蓄電池や、異なる充電電流値で充電を行う蓄電池などが混在していてもよい。
この第1実施形態に係る蓄電池制御装置70は、給電経路P11及びN11に複数の蓄電装置50が接続される場合に、複数の蓄電装置50のそれぞれにおいて実際に所定の放電深度を超えて充放電を繰り返した回数(以下、「サイクル数」ともいう。)に応じて、各蓄電装置50に適用される充放電モード(充放電動作の態様)を制御する。つまり、蓄電池制御装置70は、複数の蓄電装置50のそれぞれのサイクル数に応じて、各蓄電装置50おける充放電動作を、第1充放電モード(第1の充放電態様)で行わせるか、又は、第2充放電モード(第2の充放電態様)で行わせるかを設定する。
ここで、第1充放電モードは、1充電サイクルにおける充放電量が比較的大きく、充電期間と放電期間とが所定の放電深度を超えて繰り返される充放電モードであり、この第1充放電モードは、サイクル用途の蓄電装置50に適用される。
なお、サイクル用途とは、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返して用いられる利用態様に適用される用途のことであり、例えば、直流給電システム1において、商用電力系統2から受電する電力を低減するためのピークカット用に使用される場合が含まれる。また、放電深度(Depth of discharge)とは、実容量に対し、電池から取り出した容量の比率を百分率で表したものであり、例えば、サイクル用途では、蓄電装置の定格容量の80%以上の深い充放電を繰り返し行う。
一方、第2充放電モードは、1充電サイクルにおける充放電量が比較的小さく、充電期間と放電期間とを逐次切り替えて所定の蓄電量を維持する充放電モードであり、例えば、この第2充放電モードは、常時は予め定めた充電量を確保するように充電されており放電する機会を待機するように充電される充放電動作の態様である。この第2充放電モードは、バックアップ用途の蓄電装置50に適用される。
なお、バックアップ用途とは、放電(使用)機会はまれであり、基本的に動作時間の大半は充電された状態のまま待機する利用態様に適用される用途のことである。例えば、バックアップ用途の蓄電装置は、常時はフロート充電されて待機しており、必要時に放電するように用いられ、深い放電深度で充放電される頻度が比較的低い蓄電装置である。例えば、バックアップ用途の蓄電装置は、直流給電システム1において、商用電力系統2から直流電源装置20に電力が供給されない停電時において、負荷装置100に電力を供給するために使用される。
以下、図1に示す直流給電システム1の構成について、詳細に説明する。
受電設備10は、遮断器(CB)11、変圧器12、及び保護継電器13を備えている。保護継電器13は、例えば、過電流継電器、地絡継電器、不足電圧継電器(何れも不図示)などを含んで構成されており、これらの継電器がそれぞれの検出条件に応じて異常状態を検出すると、その信号が遮断器11に送られ当該遮断器11を開放させる。
例えば、過電流継電器は、電路に過電流が流れたことを検出した場合に遮断器11を開放して、地絡継電器は、電路や機器に地絡が発生したことを検出した場合に遮断器11を開放して、不足電圧継電器は、停電や事故により商用電力系統2から商用電力を受電できなくなったことを検出した場合に遮断器11を開放する。
変圧器12は、商用電力系統2から供給される高圧交流電圧(例えば、3相AC6600V)を所定の低圧交流電圧(例えば、3相AC400V)に降圧し、この低圧交流電圧を直流電源装置20に供給する。直流電源装置20は、商用交流電力を直流電力に変換する整流装置であり、変圧器12から入力される低圧交流電圧を所定の電圧の直流電圧に変換する。直流電源装置20は、AC/DCコンバータを備え、このAC/DCコンバータにより、変圧器12から入力されるAC400Vの交流電圧を、例えば、DC380Vの直流電圧に変換し、このDC380Vの直流電圧を、給電母線となる給電経路P11及びN11へ出力する。
給電経路P11及びN11には、蓄電池を備える複数の蓄電装置50−1から50−mが接続されている。また、給電経路P11及びN11には、複数の負荷装置100−1から100−nが接続されている。負荷装置100は、直流家電や、LED照明装置や、空調装置や、パーソナルコンピュータ(PC)やサーバなどのICT機器である。
また、エネルギー管理装置(EMS)60は、直流給電システム1内の各部の運転状態を管理するとともに、各負荷装置における電力消費量を監視する。
このエネルギー管理装置60は、受電設備10、直流電源装置20、及び蓄電装置50の動作状態の情報を取得する。例えば、エネルギー管理装置60は、直流電源装置20から給電経路P11及びN11に出力される電力や、蓄電装置50から給電経路P11及びN11に出力される電力の情報を収集する。
また、エネルギー管理装置60は、負荷装置100の消費電力や動作状態を監視する場合、全ての負荷装置100、或いは主要な負荷装置100における消費電力の情報と動作状態の情報を収集する。また、エネルギー管理装置60は、負荷装置100における負荷電力のピークカットを行う場合、負荷装置100の稼動状態を制御する。また、エネルギー管理装置60は、蓄電池制御装置70と通信を行い、直流電源装置20から給電経路P11及びN11に出力される電力の情報や、負荷装置100における消費電力の情報等を、蓄電池制御装置70に通知する。また、エネルギー管理装置60は、蓄電池制御装置70に指令信号を送り、蓄電池制御装置70の動作を制御する。
蓄電装置50は、電荷の蓄積と放電を行う2次電池である蓄電池(バッテリ)511と、サイクル数検出部512と、双方向のDC/DCコンバータ513と、モード制御部514とを備えている。蓄電池511は、例えば、リチウムイオン電池、鉛電池、ニッケル水素電池等の2次電池である。
DC/DCコンバータ513は、双方向のDC/DCコンバータであり、蓄電池511から放電された直流電力を、給電経路P11及びN11に連系させた直流電力に変換する電力変換部である。つまり、DC/DCコンバータ513は、蓄電池511から入力した直流電力を、給電経路P12及びN12に対して連系させた直流電力に変換して供給する。この場合に、DC/DCコンバータ513は、給電経路P11及びN11の電圧を検出し、この電圧の検出結果に基づいて、出力電圧を調整することにより、蓄電装置50を給電経路P12及びN12に対して連系させる。
また、DC/DCコンバータ513は、蓄電池511の充電時に、給電経路P11及びN11から入力した直流電力を変換し、この変換した直流電力により蓄電池511に電荷を蓄える。
この蓄電池511に電荷を蓄える際に、DC/DCコンバータ513は、蓄電池511の種類や、充電容量や、充電状態に応じて、定電流充電、定電圧充電、或いは、定電流充電と定電圧充電とを切り替えて充電を行う。
サイクル数検出部512は、蓄電池511における所定の放電深度以上(例えば、60%乃至80%以上)の充放電動作を1サイクルとして計数し、蓄電池511において何サイクルの充放電が行われたかの「サイクル数」を検出する。サイクル数検出部512は、検出した「サイクル数」の情報を蓄電池制御装置70に通知し、蓄電池制御装置70は、サイクル数検出部512から受け取った「サイクル数」の情報を、蓄電装置DB(データベース)710に記憶させる。蓄電装置DB710に記憶される「サイクル数713」の情報には、各蓄電装置50毎のサイクル数の情報が含まれ、この「サイクル数713」の情報は、蓄電池特性判定部702により参照される。
なお、一般に、蓄電池511には、サイクル寿命(Cycle life)があり、このサイクル寿命は、2次電池において、指定充放電条件で充放電を繰り返し、例えば、初期値の60%(或いは80%)の容量まで低下するまでの充放電回数で定義される。例えば、蓄電池511のサイクル寿命は、4000回程度である。
モード制御部514は、充放電モードを選択するための指令信号が蓄電池制御装置70から入力され、この指令信号に基づいて、DC/DCコンバータ513の動作を制御することにより、蓄電池511において第1充放電モードで充放電動作を行うか、又は、第2充放電モードで充放電動作を行うかを制御する。つまり、蓄電池制御装置70の制御部703は、このモード制御部514を介して、蓄電装置50を第1充放電モードで動作させるか、又は、第2充放電モードで動作させるかを制御する。
蓄電池制御装置70は、蓄電池情報収集部701と、蓄電池特性判定部702と、制御部703と、蓄電装置DB710と、を備える。
蓄電装置DB710には、各蓄電装置50についての蓄電装置情報711が記憶される。この蓄電装置情報711には、各蓄電装置50内の蓄電池511の特性を示す蓄電池特性712の情報や、各蓄電装置50において行われた充放電のサイクル数713の情報が記憶されている。
この蓄電池特性712の情報には、蓄電池511の種類や、サイクル寿命721の情報の他に、充放電容量や、寿命期間(例えば、10年)等の情報が含まれている。さらに、蓄電池特性712の情報には、後述の図2(A)に示す、サイクル数に対する「公称容量に対する残存率の変化特性のデータ」が含まれている。
なお、蓄電池特性712の情報に含まれるサイクル寿命721の情報は、この第1実施形態で使用されるため、明示的に示したものであり、他の実施形態においても、蓄電池特性712の情報に含まれるものである。
蓄電池情報収集部701は、蓄電装置50と通信を行い、蓄電装置50の動作状態と、蓄電装置50における充放電のサイクル数の情報とを含む情報を収集する。
蓄電池特性判定部702は、蓄電池情報収集部701により収集した蓄電池511の充放電のサイクル数713の情報と、蓄電池511のサイクル寿命721の情報と、に基づいて、蓄電装置50のそれぞれの充放電特性の変化を判定する。例えば、蓄電池特性判定部702は、蓄電池511の放電容量の低下の割合を判定する。
ここで、図2を参照し、蓄電装置のサイクル数に基づく充放電モードの設定例について説明する。図2は、蓄電装置のサイクル数に基づく充放電モードの設定例を示す説明図である。
例えば、蓄電池特性判定部702は、図2(A)に示す、サイクル数に対する「公称容量に対する残存率」の変化特性のデータに基づいて、蓄電装置50のそれぞれに含まれる蓄電池511について充放電特性の変化があるか否かを判定する。例えば、蓄電池特性判定部702は、所定の放電深度以上で充放電が繰り返される場合の上限回数(以下、「サイクル寿命」という。)が4000回の場合に、2000回を基準サイクル数として予め定めておく。そして、蓄電池特性判定部702は、その基準サイクル数を用いて、実際に所定の放電深度以上で繰り返し充放電したサイクル数が基準サイクル数を超えた否かを判定することにより、充放電特性の変化があるか否かを判定する。
なお、蓄電装置50が異なる種類の蓄電池511を含む場合、蓄電池特性判定部702は、蓄電池511の種類に応じたサイクル寿命と、蓄電池511の種類に応じて設定される基準サイクル数と、に基づいて、充放電特性の変化があるか否かを判定する。
制御部703は、蓄電池特性判定部702により判定された充放電特性の判定結果に基づいて、蓄電装置50の充放電モードを制御する。
例えば、図2(B)は、サイクル数に基づく充放電モードの設定例を示している。この図2(B)では、説明を分かりやすくするために、蓄電装置50−1から50−mの全てが同じサイクル寿命(4000サイクル)の特性を持つものとし、又、基準サイクル数を2000回としている。
この図2(B)に示すように、蓄電池制御装置70は、実行されたサイクル数が2000回よりも少ない蓄電装置50−1と、蓄電装置50−3と、蓄電装置50−mと、を第1充放電モードが適用される蓄電装置に設定する。そして、蓄電池制御装置70は、この第1充放電モードの蓄電装置を、サイクル用途の蓄電装置として利用する。
一方、蓄電池制御装置70は、実行されたサイクル数が2000回よりも多い蓄電装置50−2を第2充放電モードが適用される蓄電装置に設定する。そして、蓄電池制御装置70は、この第2充放電モードの蓄電装置を、バックアップ用途の蓄電装置として利用する。
そして、最もサイクル数の少ない蓄電装置50−3を、優先順位が最も高い「第1位の蓄電装置」として設定し、次にサイクル数の少ない蓄電装置50−mを、「第2位の蓄電装置」として設定する。以下、同様にして、第3位以下の優先順位の蓄電装置を順番に設定する。
そして、例えば、第1充放電モードの蓄電装置50から給電経路P11及びN11に放電を行う場合、最初に、優先順位が第1位の蓄電装置50−3から給電経路P11及びN11に放電を開始させる。そして、蓄電装置50−3だけでは放電量が不足する場合、蓄電池制御装置70は、次に、優先順位が第2位の蓄電装置50−3から給電経路P11及びN11に放電を開始させる。優先順位が第3位以下の蓄電装置50についても同様である。
なお、蓄電装置50が異なる種類の蓄電池511を含む場合、蓄電池特性判定部702は、蓄電池511の種類に応じたサイクル寿命と、蓄電池511の種類に応じて設定される基準サイクル数と、に基づいて、優先順位を設定する。
これにより、商用電力系統2からの受電電力を低減するピークカットを行う場合等において、蓄電池制御装置70は、第1充放電モードの蓄電装置50を優先的に動作させ、第2充放電モードの蓄電装置は放電させずに待機させることができる。
なお、蓄電装置50において第1充放電モードで充放電を行うか、又は、第2充放電モードで充放電を行うかは、第1充放電モードの蓄電装置が出力する出力電圧と、第2充放電モードの蓄電装置が出力する出力電圧とを調整することにより設定することができる。
例えば、蓄電池制御装置70は、第1充放電モードの蓄電装置50が出力する出力電圧を、第2充放電モードの蓄電装置50が出力する出力電圧より数%程度高くなるように設定する。
つまり、第1充放電モードの蓄電装置50では、DC/DCコンバータ513の出力電圧を給電経路P11及びN11の電圧に対して高めに調整されたことにより、蓄電装置50から給電経路P11及びN11に対して急速に放電することができる。
また、第1充放電モードの蓄電装置50では、DC/DCコンバータ513により蓄電池511を充電する場合に、DC/DCコンバータ513から蓄電池511に供給する充電電圧を高めに設定するか、或いは、蓄電池511の充電電流を大きくすることにより、蓄電池511を急速に充電することができる。
一方、第2充放電モードの蓄電装置50では、DC/DCコンバータ513の出力電圧を給電経路P11及びN11の電圧と同じ程度の電圧になるように調整することにより、蓄電装置50から給電経路P11及びN11に対して緩やかに放電することができる。
また、第2充放電モードの蓄電装置50では、DC/DCコンバータ513により蓄電池511を充電する場合に、DC/DCコンバータ513から蓄電池511に供給する充電電圧を低めに設定するか、或いは、蓄電池511の充電電流を小さくすることにより、蓄電池511を緩やかに充電することができる。例えば、この第2充放電モードの蓄電装置50には、定電圧フロート充電を用い、商用電力系統2に停電が発生していない通常時には、蓄電池511を常に満充電の状態に保持しておく。
このように、第1実施形態の蓄電池制御装置70は、蓄電装置50毎の履歴情報によりサイクル数が少なく充放電効率の高い蓄電装置50を、第1充放電モードの蓄電装置に設定し、サイクル数が多く充放電効率が比較的低い蓄電装置50を、第2充放電モードの蓄電装置に設定することができる。これにより、上記のような簡易な方法により、複数の蓄電池の特性に応じた用途に合わせて効率よく運用することができる。
このため、直流給電システム1において、総合的な電力コストの低減を図ることができる。また、蓄電池制御装置70は、蓄電装置50の充放電特性の変化をサイクル数により管理することができ、簡易かつ現実的な方法により蓄電装置50の特性の変化を判定することができる。
なお、蓄電装置50のそれぞれに対する充放電モードの設定は、蓄電装置50の種類に応じて設定することもできる。例えば、図3は、蓄電装置50の種類に応じて充放電モードを設定する例を示す説明図である。そして、図3(A)には、この蓄電装置50に用いられる蓄電池511の主な電池の種類と性能とコストの一例を示している(参考文献:「蓄電池技術の現状と取り組みについて」、資源エネルギー庁、平成21年2月)。
この図3(A)に示す例では、鉛電池は、安価で、かつサイクル寿命(4500回)が長いが、充放電の効率(87%)が他の電池よりも低いという特徴がある。
また、ニッケル水素電池は、比較的安価で、かつ充放電の効率(90%)が鉛電池よりも高いが、サイクル寿命が短いという特徴がある。
また、リチウムイオン電池は、充放電エネルギー効率(95%)が極めて高く、急速充放電が可能であるが、コストが高く、過充電・過放電に弱いという特徴がある。
従って、図3(B)に示すように、安価でサイクル寿命の長い鉛電池を第1充放電モードの蓄電装置50に用いる。つまり、鉛電池をサイクル用途の蓄電装置50に用いる。そして、この鉛電池については、例えば、サイクル数が4000回に至るまでを、第1充放電モードの蓄電池として使用し、サイクル数が4000回を超えた場合に第2充放電モードの蓄電池として使用する。また、この鉛電池を充電する場合には急速充電を行い、又、充電方式としては、定電流充電方式(或いは、定電流定電圧充電方式)を用いる。
また、ニッケル水素電池は、やや高価であり、かつサイクル寿命が短いため、例えば、このニッケル水素電池を第2充放電モードの蓄電装置50に用いる。つまり、ニッケル水素電池を、バックアップ用途の蓄電装置50に用いる。また、このニッケル水素電池の充電方法としては、定電圧フロート充電を用いる。
また、リチウムイオン電池は、高価であるが、サイクル寿命(3500回)が比較的長く、充放電エネルギー効率(95%)が極めて高いため、第1充放電モードの蓄電装置50に用いる。つまり、リチウムイオン電池をサイクル用途の蓄電装置50に用いる。そして、リチウムイオン電池については、例えば、サイクル数が3000回に至るまでを、第1充放電モードの蓄電池として使用し、サイクル数が3000回を超えた場合に第2充放電モードの蓄電池として使用する。
このリチウムイオン電池の充電は、急速充電により行うが、リチウムイオン電池は過充電に弱いため、充電の際には、例えば、定電流充電と定電圧充電とを併用し、リチウムイオン電池の充電状態を監視しながら充電を行う。
そして、図3(B)に示す例では、鉛電池とリチウムイオン電池とを第1充放電モード(サイクル用途)の蓄電池に設定した場合に、蓄電池のコストを考慮して、鉛電池を含む蓄電装置の優先順位を、リチウムイオン電池を含む蓄電装置よりも高く設定している。
なお、蓄電池の充放電効率を重要視して優先順位を設定する場合は、リチウムイオン電池を含む蓄電装置の優先順位を、鉛電池を含む蓄電装置よりも高く設定する。
また、複数の第1充放電モード(サイクル用途)の蓄電装置50から負荷装置100に電力を供給する場合、蓄電池制御装置70は、給電系統内における負荷電力の需要量の変化を系統内の位置に対応させて予測し、需要量が多くなると予想する位置にある蓄電装置50を優先的に選択して放電を行わせることもできる。この需要量が多くなると予想する位置にある蓄電装置50を優先的に選択して放電を行わせる例については、後述する。
さらには、第1充放電モード(サイクル用途)の複数の蓄電装置50から負荷装置100に電力を供給する場合、蓄電池制御装置70は、蓄電装置50を第1充放電モードで用いた場合の1サイクル当たりのコストを選択の条件に含めて、コストの低い蓄電装置50を優先的に選択するようにしてもよい。
例えば、最も単純な形でコスト計算を行うとすれば、1サイクル当たりコストを、以下の式で算出することもできる。
1サイクル当たりのコスト=初期コスト/サイクル寿命、
蓄電池制御装置70は、上記1サイクル当たりのコストが最も低い蓄電装置50から順番に充放電を行うように、所望の蓄電装置を選択することができる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態として、複数の蓄電装置のそれぞれの利用可能期間(寿命)に応じて、各蓄電装置の充放電モードを切り替える例について説明する。
図4は、本発明の第2実施形態に係る蓄電池制御装置71の構成例を示す構成図である。この蓄電池制御装置71は、図4に示す直流給電システム1Aにおいて、複数の蓄電装置51−1、51−2、・・・、51−mの充放電動作を制御する。
なお、以下の説明において、蓄電装置51−1、51−2、・・・、51−mを総称する場合は、「蓄電装置51」と呼ぶことがある。
この図4に示す蓄電池制御装置71は、図1に示す蓄電池制御装置70と比較すると、蓄電池特性判定部702内に利用可能期間判定部704を設けた点が異なる。また、蓄電装置DB710の情報に、図1に示すサイクル数713の情報を削除し、使用期間714の情報を追加した点が異なる。
また、図4に示す蓄電装置51は、図1に示す蓄電装置50と比較すると、図1に示すサイクル数検出部512が削除され、使用期間検出部512Aを新たに設けた点が異なる。
なお、蓄電池特性712の情報に含まれる寿命期間722の情報は、この第2実施形態で使用されるため、明示的に示したものであり、他の実施形態においても、蓄電池特性712内に含まれるものである。
他の構成は、図1に示す蓄電池制御装置70及び蓄電装置50と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
なお、蓄電装置51−1から51−mは、同じ構成の蓄電装置を示しているが、蓄電池511の種類や、充電容量や、充電方法が異なる場合がある。
上記構成において、蓄電装置51内の使用期間検出部512Aは、それぞれの蓄電装置51において、当該蓄電装置51の運用を開始してからの使用期間(例えば、日数、月、年)を計測し、この使用期間の情報を蓄電池制御装置71に通知する。蓄電池制御装置71は、蓄電装置51から受け取った使用期間の情報を、蓄電装置DB710に使用期間714の情報として記憶する。
この蓄電池制御装置71において、蓄電池特性判定部702は、利用可能期間判定部704により、複数の蓄電装置51内のそれぞれの蓄電池511の使用期間714の情報と、寿命期間722の情報とに基づいて、蓄電装置51のそれぞれの残りの利用可能期間(寿命)の判定を行う。
そして、制御部703は、複数の蓄電装置51のそれぞれの残りの利用可能期間に応じて、各蓄電装置51の充放電モードを切り替える。
つまり、前述の第1実施形態で説明したように、蓄電装置51に対して設定される充放電モードには、1充電サイクルにおける充放電量が比較的大きく、充電期間と放電期間とが所定の放電深度を超えて繰り返される第1充放電モードと、1充電サイクルにおける充放電量が比較的小さく、充電期間と放電期間とを逐次切り替えて所定の蓄電量を維持する第2充放電モードとがある。蓄電池制御装置71は、蓄電装置51における充放電モードを、蓄電装置51のそれぞれの残りの利用可能期間に応じて、第1充放電モード又は第2充放電モードの何れかに設定する。
(利用可能期間の判定)
図5を参照して、蓄電装置51の利用可能期間を判定する例について説明する。図5は、蓄電装置51の利用可能期間を判定する例を示す説明図である。
上述のように、蓄電池制御装置71において、蓄電池特性判定部702内の利用可能期間判定部704は、蓄電装置51−1から51−mのそれぞれに含まれる蓄電池511について残りの利用可能期間、つまり残りの寿命を判定する。この蓄電装置51の残りの利用可能期間を判定する場合に、蓄電装置51のそれぞれの寿命期間722の情報と使用期間714の情報とに基づいて、各蓄電装置51の利用可能期間を判定する。
例えば、図5(A)に示すように、寿命期間が10年の蓄電池511において、現在の利用期間(使用期間)が4年であれば、残りの利用可能期間は、6年であると判定する。
そして、制御部703は、例えば、判定基準となる基準期間を5年に設定し、残りの利用可能期間が5年以上と推定される蓄電装置51に対しては、第1充放電モードにより充放電を行うように蓄電装置51を制御し、残りの利用可能期間が5年以下と推定される蓄電装置51に対しては、第2充放電モードにより充放電を行うように蓄電装置51を制御する。
例えば、図5(B)に示すように、蓄電池制御装置71は、基準期間5年よりも残りの利用可能期間が長い蓄電装置51−1と、蓄電装置51−3と、蓄電装置51−mとを、第1充放電モードの蓄電装置として設定し、5年よりも残りの利用可能期間が短い蓄電装置51−2を、第2充放電モードの蓄電装置として設定する。また、蓄電池制御装置71は、最も利用可能期間が長い蓄電装置51−1を「第1優先順位」の蓄電装置に設定し、以下、残りの利用可能期間が長い順に、例えば、蓄電装置51−mを「第2優先順位」に、蓄電装置51−3を「第3優先順位」に設定する。
なお、蓄電装置51が異なる種類の蓄電池511を含む場合、蓄電池特性判定部702は、蓄電池511の種類に応じた利用可能期間(寿命)と、蓄電池511の種類に応じて設定される基準期間と、に基づいて、充放電モードと優先順位を設定する。
そして、蓄電装置51において第1充放電モードで充放電を行うか、又は、第2充放電モードで充放電を行うかは、蓄電装置51内の充放電モードを制御するモード制御部514により制御される。このモード制御部514における充放電モードの選択は、蓄電池制御装置71の制御部703からの指令信号に基づいて行われる。
そして、蓄電装置51において第1充放電モードで放電を行うか、又は、第2充放電モードで放電を行うかは、第1充放電モードの蓄電装置が出力する出力電圧と、第2充放電モードの蓄電装置が出力する出力電圧とを調整することにより設定することができる。
例えば、第1充放電モードの蓄電装置51が出力する出力電圧を、第2充放電モードの蓄電装置51が出力する出力電圧より数%程度高くなるように設定する。
つまり、第1充放電モードでは、DC/DCコンバータ513の出力電圧を給電経路P11及びN11の電圧に対して高めに調整されたことにより、蓄電装置51から給電経路P11及びN11に対して急速に放電するように制御できる。
また、DC/DCコンバータ513により蓄電池511を充電する場合に、DC/DCコンバータ513から蓄電池511に供給する充電電圧を高めに設定するか、或いは、蓄電池511の充電電流を大きくすることにより、蓄電池511を急速に充電することができる。
一方、第2充放電モードでは、DC/DCコンバータ513の出力電圧を給電経路P11及びN11の電圧と同じ程度の電圧になるように調整することにより、蓄電装置51から給電経路P11及びN11に対して緩やかに放電を行うことができる。また、DC/DCコンバータ513により蓄電池511を充電する場合に、DC/DCコンバータ513から蓄電池511に供給する充電電圧を低めに設定するか、或いは、蓄電池511の充電電流を小さくすることにより、蓄電池511を緩やかに充電することができる。
そして、例えば、電力会社からの受電電力量を制限することを求める要請により、当該要請に応じて需要電力量を低減させるピークカットを行う場合、つまり、商用電力系統2から受電電力を低減することを目的に蓄電装置51の放電制御を行う場合、蓄電池制御装置71は、第1放電モードの蓄電装置50から給電経路P11及びN11に放電を行わせる。この場合、蓄電池制御装置71は、最初に、優先順位が第1位の蓄電装置51−1から給電経路P11及びN11に放電を開始させる。そして、蓄電装置51−1だけでは放電量が不足する場合、蓄電池制御装置71は、次に優先順位が高い第2位の蓄電装置51−mから給電経路P11及びN11に放電を開始させる。優先順位が第3位以下の蓄電装置51についても同様である。
このように、第2実施形態の蓄電池制御装置71では、給電経路P11及びN11に複数の蓄電装置51が接続される場合に、蓄電装置51のそれぞれの残りの利用可能期間(寿命)に応じて充放電モードを切り換えて使用することにより、複数の蓄電装置51を効率的に運用することができる。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態として、蓄電装置50から負荷装置100に電力を供給する際に、給電経路における電力損失量が小さくなるように、蓄電装置50を選択する例について説明する。
図6は、本発明の第3実施形態に係る蓄電池制御装置72の構成例を示す構成図である。この蓄電池制御装置72は、図6に示す直流給電システム1Bにおいて、複数の蓄電装置50−1、50−2、・・・、50−mの充放電動作を制御する。
この図6に示す蓄電池制御装置72は、図1に示す蓄電池制御装置70と比較すると、蓄電池特性判定部702内に給電経路損失算出部705を新たに設けた点が、構成上で異なる。
また、蓄電装置DB710の情報に、給電経路の系統情報731と、蓄電装置50と負荷装置100の接続位置情報732と、が含まれる点が異なる。
他の構成は、図1に示す蓄電池制御装置70と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
蓄電装置DB710に記憶される給電経路の系統情報731には、直流電源装置20に接続される給電経路の系統情報や、給電経路の分岐情報(配線経路の情報)や、給電経路の母線や分岐線を構成する各配電線の配線長や、配電線の種類及び線径と導体抵抗(例えば、Ω/m)の情報が含まれている。
また、接続位置情報732には、蓄電装置50と負荷装置100の給電経路上における接続位置の情報が含まれている。この接続位置情報732には、蓄電装置50と負荷装置100の給電経路上での接続位置の情報とともに、各蓄電装置50の充放電容量の情報と、各負荷装置100の負荷容量の情報とが含まれている。
上記構成の蓄電池制御装置72において、給電経路損失算出部705は、電力会社からの要請により受電電力のピークカットを行う場合、例えば、商用電力系統2から受電する電力を低減することを目的に蓄電装置50の放電制御を行う場合に、第1充放電モード(サイクル用途)の蓄電装置50のそれぞれから給電経路を介して負荷装置100に電力を供給する際の、給電経路上における電力損失量を算出する。
つまり、給電経路損失算出部705は、第1充放電モードの蓄電装置50のそれぞれが給電経路の系統に接続される位置情報と、負荷装置100が給電経路の系統に接続される位置情報と、蓄電装置50から負荷装置100までの給電経路の配線長と、給電経路の配電線の導体抵抗の情報とを参照して、給電経路上での電力損失量を算出する。
なお、負荷装置100が多数ある場合、給電経路損失算出部705は、負荷容量か大きい順に所定個数の負荷装置を主要な負荷装置として選択し、第1充放電モードの蓄電装置50のそれぞれについて、主要な負荷装置100と間の給電経路における電力損失量を算出するようにしてもよい。
そして、制御部703は、給電経路損失算出部705により算出された給電経路上での電力損失量の情報に基づいて、この電力損失量が小さくなるように、負荷装置100へ電力を供給する蓄電装置50を選択する。
以下、図7を参照して、蓄電池制御装置72による蓄電池制御の処理について説明する。図7は、商用電力系統からの受電電力量を低減させるピークカット時における蓄電池制御装置72の処理の手順を示すフローチャートである。
まず、蓄電池制御装置72は、商用電力系統2からの受電電力を制限することを指示するピークカット信号を、エネルギー管理装置(EMS)60から受信したか否かを判定する(ステップS110)。
そして、ステップS110の判定処理において、ピークカット信号を受信したと判定された場合(ステップS110:Yes)、蓄電池制御装置72は、蓄電池特性判定部702により、各蓄電池511の充放電のサイクル数に基づいて、第1充放電モード(サイクル用途)の蓄電装置50を選択する(ステップS120)。
続いて、蓄電池制御装置72は、給電経路損失算出部705により、選択された第1充放電モードの蓄電装置50のそれぞれについて、負荷装置100迄の給電経路における電力損失量を算出する(ステップS130)。なお、負荷装置100が多数ある場合に、負荷容量か大きい順に所定個数の負荷装置を主要な負荷装置100として選択し、給電経路損失算出部705は、各第1充放電モードの蓄電装置50のそれぞれについて、主要な負荷装置100と間の給電経路における電力損失量を算出する。
続いて、蓄電池制御装置72は、選択された第1充放電モードの蓄電装置50それぞれについて、負荷装置100迄の給電経路における電力損失量の算出結果を比較する。そして、電力損失量が最小になる蓄電装置50を選択する(ステップS140)。
なお、放電を行うように選択される蓄電装置50の数は、ピークカットを行う電力量と、蓄電装置50の放電容量とに応じて決定されるものであり、選択される蓄電装置50が複数ある場合、蓄電池制御装置72は、最も電力損失量が小さくなる蓄電装置50から順番に選択する。
そして、蓄電池制御装置72は、ステップS140において選択した蓄電装置50から給電経路P11及びN11への放電を開始させる(ステップS150)。そして、このステップS150の処理を実行した後に、蓄電池制御装置72は、この蓄電池制御の処理を終える。
このように、第3実施形態の蓄電池制御装置72では、蓄電装置50から負荷装置100迄の給電経路において発生する電力損失量を考慮して、蓄電装置50を選択することができる。
[第4実施形態]
次に、第4実施形態として、蓄電装置52内の蓄電池511の周辺の雰囲気温度を考慮して、運用する蓄電装置を選択する例について説明する。
図8は、本発明の第4実施形態に係る蓄電池制御装置73の構成例を示す構成図である。この蓄電池制御装置73は、図8に示す直流給電システム1Cにおいて、複数の蓄電装置52−1、52−2、・・・、52−mの充放電動作を制御する。
なお、以下の説明において、蓄電装置52−1、52−2、・・・、52−mを総称する場合は、「蓄電装置52」と呼ぶことがある。
この図8に示す蓄電池制御装置73は、図1に示す蓄電池制御装置70と比較すると、蓄電池特性判定部702内に温度特性判定部706を設けた点と、蓄電装置52のそれぞれに温度検出部515を設けた点とが、構成上で異なる。また、蓄電装置DB710内に、各蓄電装置52内の蓄電池511の温度特性データ723が記憶されている点が異なる。他の構成は、図1に示す蓄電池制御装置70及び蓄電装置50と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
蓄電装置DB710内に記憶される温度特性データ723は、各蓄電装置52内の蓄電池511の使用可能な温度範囲の情報が記憶されている。例えば、蓄電池511の周辺の雰囲気温度の上限の温度Tmaxと、下限の温度Tminと、各温度における充放電容量の値(%)が記憶される。この温度特性データ723の内、特に、下限の温度Tminが重要となる。
これは、例えば、蓄電池511の周辺の雰囲気温度が0℃以下になると、蓄電装置52の放電容量が急速に低下し始め、−15℃以下では、蓄電装置52を安定的に使用することが困難となるためである。
このため、蓄電装置52内に温度検出部515を設け、この温度検出部515により、蓄電池511の周辺の雰囲気温度を検出する。蓄電装置52は、蓄電池511の周辺の雰囲気温度の検出値の情報を、蓄電池制御装置73に通知する。蓄電池制御装置73は、蓄電池特性判定部702内の温度特性判定部706により、蓄電装置52から受け取った蓄電池511の雰囲気温度に基づいて、蓄電装置DB710に記憶された温度特性データ723を参照し、当該蓄電池511を含む蓄電装置52が運用可能か否かを判定する。
以下、図9を参照して、蓄電池制御装置73の処理について説明する。図9は、商用電力系統2からの受電電力を低減するピークカット時における蓄電池制御装置73の処理の手順を示すフローチャートである。
まず、蓄電池制御装置73は、商用電力系統2からの受電電力を制限することを指示するピークカット信号を、エネルギー管理装置(EMS)60から受信したか否かを判定する(ステップS210)。
そして、ステップS210の判定処理において、ピークカット信号を受信したと判定された場合(ステップS210:Yes)、蓄電池特性判定部702は、各蓄電装置52内の蓄電池511の充放電のサイクル数に基づいて、第1充放電モード(サイクル用途)の蓄電装置52を選択する(ステップS220)。
続いて、蓄電池制御装置73は、ステップS220において選択された蓄電装置52のそれぞれにおいて、蓄電池511の周辺の雰囲気温度が使用可能な温度範囲内にあるか否かを判定し、蓄電池511を使用可能な蓄電装置52を選択する(ステップS230)。つまり、蓄電池制御装置73は、温度特性判定部706により、蓄電池511の周辺の雰囲気温度の情報に基づいて、蓄電装置DB710に記憶された温度特性データ723を参照し、運用可能な蓄電装置52を選択する。
そして、蓄電池制御装置72は、ステップS230において選択した蓄電装置52から給電経路P11及びN11への放電を開始させる(ステップS240)。そして、このステップS240の処理を実行した後に、蓄電池制御装置73は、この蓄電池制御の処理を終える。
このように、第4実施形態の蓄電池制御装置73では、蓄電装置52の過去の充放電のサイクル数と、蓄電装置52内の蓄電池511の周辺の雰囲気温度とに基づいて、運用する蓄電装置52を選択することができる。
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態として、太陽光発電装置(PV)を備える直流給電システムに、本発明の蓄電池制御装置を適用した例について説明する。
図10は、本発明の第5実施形態に係る直流給電システム1Dの概略構成を示す構成図である。
この図10に示す直流給電システム1Dにおいて、蓄電池制御装置74は、複数の蓄電装置50−1、50−2、・・・、50−mの充放電動作を制御する。
この図10に示す直流給電システム1Dは、図1に示す直流給電システム1と比較すると、給電経路P11及びN11上に、複数の太陽光発電装置(PV)80−1、80−2、・・・、80−pがパワーコンディショナ(Power Conditioning Subsystem)90を介して接続されている点が異なる。なお、太陽光発電装置(PV)は、1つのみが設備される場合であってもよい。
また、蓄電池制御装置74は、図1に示す蓄電池制御装置70と比較すると、余剰電力算出部707が新たに設けられている点が異なる。他の構成は、図1に示す直流給電システム1及び蓄電池制御装置70と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
なお、以下の説明において、太陽光発電装置(PV)80−1、80−2、・・・、80−pを総称する場合は、「太陽光発電装置80」と呼ぶことがある。
図11は、太陽光発電装置80のパワーコンディショナ(以下の説明において、単に「PCS」と呼ぶことがある。)90の構成例を示す構成図である。
図11に示すように、PCS90は、発電量制御部91と、系統連系制御部92と、DC/DCコンバータ93とを備える。
発電量制御部91は、太陽光発電装置80から最大電力を取り出すために、太陽電池アレイ81のI−V(電流−電圧)特性において、太陽電池アレイ81の出力を最大とする動作点(最大電力点)を制御する。太陽電池アレイ81は、接続されている負荷が実際に必要としている電圧によって最大電力点がずれる。I−V特性は、日射強度やモジュール温度や状態等によって変化することから、最大電力を得るためには、最適な電圧又は電流を自動で追従しなければならない。そこで、発電量制御部91は、太陽電池アレイ81を、最大電力点で動作させるように制御する。
また、発電量制御部91は、太陽光発電装置80から出力可能な電力の情報を、エネルギー管理装置60に通知する。
また、系統連系制御部92は、給電母線となる給電経路P11及びN11の電圧を検出し、この検出結果に基づいてDC/DCコンバータ93の出力電圧を調整する。例えば、系統連系制御部92は、直流電源装置20から給電経路P11及びN11に直流電圧が出力されている状態において、この給電経路P11及びN11の電圧を検出し、この検出結果に基づいてDC/DCコンバータ93の出力電圧を調整することにより、給電経路P12及びN12に対して連系させてPCS90から出力される電力を給電できるように制御する。DC/DCコンバータ93は、例えば、太陽光発電装置80の出力電圧を昇圧して給電経路P11及びN11に電力を供給するための昇圧型のコンバータである。
図10に戻り、エネルギー管理装置60は、直流電源装置20から給電経路P11及びN11に出力される電力量、すなわち、商用電力系統2から受電する商用電力量61の情報を収集する。また、エネルギー管理装置60は、太陽光発電装置(PV)80からPV発電量62の情報を収集するとともに、負荷装置100の負荷電力量63の情報を収集する。エネルギー管理装置(EMS)60は、商用電力量61の情報と、PV発電量62の情報と、負荷電力量63の情報とを蓄電池制御装置74に通知する。
余剰電力算出部707は、太陽光発電装置80におけるPV発電量62の情報を、エネルギー管理装置(EMS)60から受信し、太陽光発電装置80における発電量の変動を検出する。また、余剰電力算出部707は、負荷装置100における負荷電力量(消費電力量)63の情報を、エネルギー管理装置(EMS)60から受信し、負荷装置100における負荷電力量の変動を検出する。
そして、余剰電力算出部707は、直流電源装置20から給電経路P11及びN11に供給される商用電力量61の情報と、太陽光発電装置80から出力されるPV発電量62の情報とに基づいて、負荷装置100における負荷電力量63の変動に応じて変化する余剰電力量を算出する。
制御部703は、余剰電力算出部707により算出した余剰電力量に余裕があり、蓄電装置50に充電を行うことが可能な場合は、複数の蓄電装置50の内から、最初に、第1充放電モード(サイクル用途)の蓄電装置50を優先順位(図2(B)参照)に基づいて選択し、この選択した第1充放電モードの蓄電装置50を余剰電力により充電する。そして、第1充放電モードの蓄電装置50を全て充電した後に、さらに余剰電力に余裕がある場合には、続いて、第2充放電モード(バックアップ用途)の蓄電装置50への充電を行う。
以下、図12を参照して、蓄電池制御装置74による蓄電池制御の処理について説明する。図12は、蓄電池制御装置74の処理の手順を示すフローチャートである。
なお、この図12に示す例は、太陽光発電装置80から負荷装置100に電力を供給している状態において、さらに、太陽光発電装置80から蓄電装置50に充電電力を供給する余剰電力がある場合の例である。また、蓄電池特性判定部702により、蓄電装置50のそれぞれについて、第1充放電モード(サイクル用途)の蓄電装置と、第2充放電モード(バックアップ用途)の蓄電装置とが予め設定されている例である。
最初に、蓄電池制御装置74は、余剰電力算出部707により、太陽光発電装置80から出力される電力と、負荷装置100の消費電力とを比較して、太陽光発電装置80から出力される電力により、蓄電装置50に充電を行うだけの余剰電力があるか否かを判定する(ステップS310)。
そして、ステップS310の判定処理において、太陽光発電装置80から蓄電装置50に充電を行う余剰電力があると判定された場合(ステップS310:Yes)、蓄電池制御装置74は、太陽光発電装置80から第1充放電モードの蓄電装置50への充電を開始する(ステップS320)。
この第1充放電モードの蓄電装置50に充電を行う場合に、第1充放電モードの蓄電装置が複数ある場合、蓄電池制御装置74は、優先順位の高い蓄電装置(図2(B)参照)から順番に充電を行う。
続いて、蓄電池制御装置74は、第1充放電モードの蓄電装置50の全てが満充電になったか否かを判定する(ステップS330)。
そして、ステップS330の判定処理において、第1充放電モードの蓄電装置50の全てが満充電になっていないと判定された場合(ステップS330:No)、蓄電池制御装置74は、ステップS310の処理に戻り、太陽光発電装置80から第1充放電モードの蓄電装置50への充電を継続する。
一方、ステップS330の判定処理において、第1充放電モードの蓄電装置50の全てが満充電になっていると判定された場合(ステップS330:Yes)、蓄電池制御装置74は、続いて、太陽光発電装置80から第2充放電モードの蓄電装置50への充電を開始する(ステップS340)。
そして、ステップS340において、太陽光発電装置80から第2充放電モードの蓄電装置50への充電を開始した後に、第2充放電モードの蓄電装置50が満充電になると、蓄電池制御装置74は、この蓄電装置50への充電処理を終了する。
このように、第5実施形態に係る直流給電システム1Dでは、太陽光発電装置(PV)80により負荷装置100及び蓄電装置50に電力を供給できるとともに、複数の蓄電装置50を、簡易な方法により効率的に運用することができる。
なお、蓄電池制御装置74は、太陽光発電装置80から充電を行う蓄電装置50を選択する際に、優先順位に従い蓄電装置を選択する方法の他に、他の選択方法を用いることもできる。
例えば、蓄電池制御装置74は、第3実施形態の蓄電池制御装置72と同様に、太陽光発電装置80から蓄電装置50に充電電流を流す際の給電経路における電力損失量が小さくなるように蓄電装置を選択することができる。
また、蓄電池制御装置74は、第4実施形態の蓄電池制御装置73と同様に、蓄電装置50内の蓄電池511の雰囲気温度とに基づいて、充電対象となる蓄電装置52を選択することもできる。
[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態として、負荷装置100の負荷電力と、太陽光発電装置80の発電電力を予測して、需要が高くなると予想される負荷装置100の近くに位置する蓄電装置50を優先的に選択して充電する例について説明する。
図13は、本発明の第6実施形態に係る直流給電システム1Eの概略構成を示す構成図である。
この図13に示す直流給電システム1Eにおいて、蓄電池制御装置75は、複数の蓄電装置50−1、50−2、・・・、50−mの充放電動作を制御する。
この図13に示す直流給電システム1Eにおいて、蓄電池制御装置75は、図10に示す蓄電池制御装置74と比較すると、PV発電量予測部708と、負荷電力予測部709とが新たに設けられている点が異なる。また、図10に示す余剰電力算出部707を余剰電力予測部707Aに置き換えた点が異なる。
また、蓄電装置DB710内に発電量履歴741の情報と、負荷履歴742の情報とが記憶されている点が異なる。他の構成は、図10に示す直流給電システム1D及び蓄電池制御装置74と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
蓄電装置DB710内の発電量履歴741は、太陽光発電装置80のPV発電量62の情報を気象情報64とともに記憶した情報である。この発電量履歴741は、エネルギー管理装置(EMS)60から受信され、PV発電量62の情報を当該受信時の気象情報64とともに記憶した情報である。例えば、この発電量履歴741は、10分から1時間単位で記憶した情報である。
なお、気象情報64は、例えば、気象情報配信サービス会社からインターネット等を通して受信する情報である。
また、負荷履歴742は、直流給電システム1E全体の負荷電力量と、負荷装置100毎の負荷電力量とを、例えば、10分から1時間単位で、エネルギー管理装置(EMS)60から受信して記憶した情報である。
蓄電池制御装置75内のPV発電量予測部708は、太陽光発電装置80の発電量履歴741の情報を取得し、又、気象情報64を参照し、所定時間間隔毎の0時間後から24時間後の発電量の予測値である予測発電量カーブ(不図示)を算出し、余剰電力予測部707Aへ出力する。
負荷電力予測部709は、負荷履歴742から負荷履歴情報を取得し、所定時間間隔毎の0時間後から24時間後の使用電力量の予測値である予測負荷量カーブ(不図示)を算出する。予測負荷量カーブは、直流給電システム1E全体の電力使用量に関するものと、負荷装置100毎の電力使用量に関するものとがある。
余剰電力予測部707Aは、PV発電量予測部708から予測発電量カーブを取得し、負荷電力予測部709から予測負荷量カーブを取得し、太陽光発電装置80から蓄電装置50に供給できる余剰電力量を予測する。
そして、制御部703は、余剰電力予測部707Aにより予測された余剰電力量をもとに複数の蓄電装置50から、適する蓄電装置50、例えば、第1充放電モードの蓄電装置50の内から優先順位の高い蓄電装置を選択して充電する。
また、例えば、負荷電力予測部709は、給電系統内の負荷電力の需要の変化を系統内の負荷装置100の位置に対応させて予測し、制御部703は、需要が高くなると予想すされる負荷装置100の近くに位置する蓄電装置50を優先的に選択して充電することができる。
このように、第6実施形態の直流給電システム1E及び蓄電池制御装置75では、簡易な方法により、各蓄電装置50を第1充放電モードの蓄電装置と第2充放電モードの蓄電装置として設定することに加えて、負荷装置100の負荷電力と、太陽光発電装置80の発電電力を予測して、優先順位の高い蓄電装置50を選択して充電することができる。さらに、蓄電池制御装置75は、需要が高くなると予想される負荷装置100の近くに位置する蓄電装置50を優先的に選択して充電することができる。
[第7実施形態]
次に、第7実施形態として、太陽光発電装置(PV)を備える交流給電システムに、本発明の蓄電池制御装置を適用した例について説明する。
図14は、本発明の第7実施形態に係る交流給電システムの概略構成を示す構成図である。
例えば、上述した第1実施形態では、負荷装置100に直流電力を供給する直流給電システムに用いられる蓄電池制御装置の例について説明したが、負荷装置100に交流(例えば、AC400V)を供給する交流給電システムについても、本発明の蓄電池制御装置を適用することができる。
図14に示す交流給電システム1Fは、図1に示す直流給電システム1と比較すると、図1に示す直流電源装置20を省略し、図1に示す直流電圧の給電経路P11及びN11を3相交流電圧の給電経路ACL11に代えた点が異なる。また、図14において、負荷装置100は、3相又は単相の交流電圧を入力とする負荷装置である。
上記構成の交流給電システム1Fにおいて、商用電力系統2から供給される高圧交流電圧(例えば、3相AC6600V)を変圧器12により所定の低圧交流電圧(例えば、3相AC400V)に降圧し、この低圧交流電圧を、主幹の電力供給線である給電経路ACL11へ出力する。
給電経路ACL11には、複数の蓄電装置53−1、53−2、・・・、53−mが接続されている。なお、以下の説明において、蓄電装置53−1から蓄電装置53−mを総称する場合は、「蓄電装置53」と呼ぶことがある。
蓄電装置53は、双方向のDC/ACコンバータ(インバータ及びコンバータ)513Aと変圧器513Bとを備える。
この図14に示す交流給電システム1Fにおける蓄電池制御装置70の制御動作は、直流給電システム1における直流電電圧を交流電圧に置き換えた点だけが異なり、基本的な動作は、図1に示す蓄電池制御装置70における動作と同様である。
つまり、蓄電池制御装置70は、複数の蓄電装置53のそれぞれのサイクル数に応じて、蓄電装置53−1、53−2、・・・、53−mのそれぞれを、第1充放電モードの蓄電装置か、又は、第2充放電モードの蓄電装置に設定する。なお、詳細な制御動作については、図1に示す蓄電池制御装置70の場合と同様であるため、重複する説明は省略する。
これにより、交流給電システム1Fにおいて、複数の蓄電装置50が存在する場合に、簡易な方法により、複数の蓄電装置53を効率よく運用することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態において、蓄電池制御装置70、蓄電池制御装置71、蓄電池制御装置72、蓄電池制御装置73、蓄電池制御装置74、及び蓄電池制御装置75の各処理部の機能は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、各処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
すなわち、蓄電池制御装置70から蓄電池制御装置75は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。また、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、ここで、本発明と上述した実施形態との対応関係について補足して説明する。すなわち、本発明における蓄電池制御装置は、蓄電池制御装置70、蓄電池制御装置71、蓄電池制御装置72、蓄電池制御装置73、蓄電池制御装置74、又は、蓄電池制御装置75が対応する。また、本発明における電源装置は、直流電源装置20、又は、受電設備10が対応する。また、本発明における蓄電装置は、蓄電装置50、蓄電装置51、蓄電装置52、又は、蓄電装置53が対応する。また、本発明における蓄電池特性判定部は、蓄電池特性判定部702が対応し、本発明における制御部は、制御部703が対応する。また、本発明における充放電の履歴情報は、蓄電装置情報711が対応し、例えば、サイクル数713や、使用期間714の情報等が対応する。
(1)そして、上記実施形態において、例えば、図1に示す直流給電システム1において、蓄電池制御装置70は、直流電源装置20(電源装置)から負荷装置100に電力を供給する給電経路に複数の蓄電装置50が補助電源装置として接続される場合に、複数の蓄電装置50のそれぞれの充放電動作を制御する蓄電池制御装置70であって、複数の蓄電装置50のそれぞれに含まれる蓄電池511の充放電時の特性を、当該蓄電池の充放電の履歴情報(例えば、サイクル数や使用期間)に基づいて判定する蓄電池特性判定部702と、上記蓄電池511の充放電時の特性の判定結果に基づいて、複数の蓄電装置50のそれぞれにおける充放電モード(充放電動作の態様)を制御する制御部703と、を備える。
このような構成の蓄電池制御装置70では、給電経路P11及びN11に接続される複数の蓄電装置50のそれぞれについて、過去の充放電の履歴情報(例えば、サイクル数713や使用期間714)により蓄電装置50内の蓄電池511の充放電時の特性を判定する。そして、制御部703は、それぞれの蓄電装置50内に含まれる蓄電池511の充放電時の特性の判定結果に基づいて、各蓄電装置50における充放電モード(充放電動作の態様)を設定する。
これにより、蓄電池制御装置70(蓄電池制御装置)は、簡易な方法により、複数の蓄電装置を効率よく運用することができる。
(2)また、上記実施形態において、複数の蓄電装置50には、複数の種類の蓄電装置が混在し、制御部703は、蓄電装置50の種類に応じて、複数の蓄電装置50のそれぞれにおける充放電モード(充放電動作の態様)を制御する。
このように、蓄電装置50は、同一の種類の蓄電池を含む蓄電装置であってもよく、或いは、異なる種類の蓄電池、例えば、鉛電池や、ニッケル水素電池や、リチウムイオン電池を含む蓄電装置あってよい。そして、蓄電池制御装置70は、制御部703により、例えば、サイクル寿命の長い鉛電池やリチウムイオン電池を含む蓄電装置50を第1充放電モードに設定し、サイクル寿命の短いニッケル水素電池を含む蓄電装置50を第2充放電モードに設定する。
これにより、蓄電池制御装置70(蓄電池制御装置)は、異なる種類の蓄電池511を含む蓄電装置50の充放電モード(充放電動作の態様)を、蓄電池511の種類に基づいて設定することができる。
(3)また、上記実施形態において、上記複数の蓄電装置50の充電方法には、複数の種類の充電方法が混在し、制御部703は、複数の蓄電装置50のそれぞれにおける充放電モード(充放電動作の態様)に応じた充電方法の種類を選択する。
このように、蓄電池制御装置70は、制御部703により、蓄電装置50のそれぞれにおける充放電モード(充放電動作の態様)に応じた充電方法の種類を選択する。例えば、第1充放電モードの蓄電池511については、急速充電より充電を行い、第2充放電モードの蓄電池511については、定電圧フロート充電により充電を行う。また、蓄電装置50では、蓄電池511の種類に応じて、定電圧充電方式、定電流充電方式、又は、定電圧充電と定電流充電の併用方式の何れかの充電方式を選択して充電を行う。
これにより、蓄電池制御装置70(蓄電池制御装置)は、複数の蓄電装置50のそれぞれの充放電モード(充放電動作の態様)に応じて、蓄電池511の充電方法の種類を選択することができる。
(4)また、上記実施形態において、蓄電池特性判定部702は、蓄電池511の充放電時の特性の変化を、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返したサイクル数に基づいて判定し、制御部703は、蓄電池511のサイクル数が予め定めた基準回数以下の場合に、当該蓄電池511を含む蓄電装置50を、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返す第第1充放電モード(第1の充放電態様)の蓄電装置として設定し、蓄電池511のサイクル数が予め定めた基準回数を超える場合に、当該蓄電池511を含む蓄電装置50を、常時は予め定めた充電量を確保するように充電されており放電する機会を待機するように充電される第2充放電モード(第2の充放電態様)の蓄電装置として設定する。
このような構成の蓄電池制御装置70(蓄電池制御装置)であれば、蓄電池特性判定部702は、蓄電装置50に含まれる蓄電池511の充放電特性の変化を充放電のサイクル数により判定する。そして、蓄電池制御装置70は、サイクル数が予め定めた基準回数以下の蓄電池511を含む蓄電装置50を、第1充放電モード(第1の充放電態様)の蓄電装置として設定し、サイクル数が予め定めた基準回数を超える蓄電池511を含む蓄電装置を、第2充放電モード(第2の充放電態様)の蓄電装置として設定する。
これにより、蓄電池制御装置70(蓄電池制御装置)は、蓄電装置50の充放電特性の変化を充放電のサイクル数により判定し、蓄電装置50を第1充放電モード(第1の充放電態様)の蓄電装置に設定するか、或いは、第2充放電モード(第2の充放電態様)の蓄電装置に設定するかを選択することができる。
(5)また、上記実施形態において、例えば、図4の蓄電池制御装置71に示すように、蓄電池特性判定部702は、蓄電装置51内の蓄電池511の使用期間と寿命期間とに基づいて、当該蓄電池511の残りの利用可能期間を判定し、制御部703は、蓄電池511の残りの利用可能期間が予め定めた所定の基準期間以上の場合に、当該蓄電池511を含む蓄電装置51を、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返す第1充放電モード(第1の充放電態様)の蓄電装置51として設定し、蓄電池511の残りの利用可能期間が予め定めた所定の基準期間に満たない場合に、当該蓄電池511を含む蓄電装置51を、常時は予め定めた充電量を確保するように充電されており放電する機会を待機するように充電される第2充放電モード(第2の充放電態様)の蓄電装置51として設定する
このような構成の蓄電池制御装置71(蓄電池制御装置)であれば、蓄電池特性判定部702は、利用可能期間判定部704により、蓄電装置51に含まれる蓄電池511の残りの利用可能期間を、蓄電池511の使用期間714と寿命期間722とに基づいて判定する。そして、蓄電池制御装置71は、蓄電池511の残りの利用可能期間が基準期間(例えば、5年)以上の場合に、当該蓄電池511を含む蓄電装置51を第1充放電モード(第1の充放電態様)の蓄電装置51として設定し、蓄電池511の残りの利用可能期間が基準期間に満たない場合に、当該蓄電池511を含む蓄電装置51を第2充放電モード(第2の充放電態様)の蓄電装置51として設定する。
これにより、蓄電池制御装置71(蓄電池制御装置)は、蓄電装置51の残りの利用可能期間を判定し、この残りの利用可能期間に基づいて、蓄電装置51を第1充放電モード(第1の充放電態様)に設定するか、或いは、第2充放電モード(第2の充放電態様)に設定するかを選択することができる。
(6)また、上記実施形態において、制御部703は、第1充放電モード(第1の充放電態様)の蓄電装置50を、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返して使用するサイクル用途(第1の用途)の蓄電装置50として設定し、第2充放電モード(第2の充放電態様)の蓄電装置50を、常時は予め定めた充電量を確保するように充電されており放電する機会を待機するように用いるバックアップ用途(第2の用途)の蓄電装置50として設定する。
このような構成の蓄電池制御装置70(蓄電池制御装置)であれば、制御部703は、第1充放電モードの蓄電装置50を、サイクル用途(第1の用途)の蓄電装置50として使用し、第2充放電モードの蓄電装置50を、バックアップ用途(第2の用途)の蓄電装置50として使用することができる。
(7)また、上記実施形態において、例えば、図6に示す蓄電池制御装置72(蓄電池制御装置)において、蓄電池特性判定部702は、複数の蓄電装置50のそれぞれが給電経路に接続される位置と、負荷装置100が給電経路に接続される位置とに基づいて、複数の蓄電装置50のそれぞれから負荷装置100に電力を供給する際の電力損失量を判定し、制御部703は、蓄電池特性判定部702により判定された電力損失量に基づいて、充放電を行う蓄電装置50を選択する。
このような構成の蓄電池制御装置72であれば、例えば、第1充放電モードの蓄電装置50から給電経路P11及びN11に放電を行う場合に、蓄電池特性判定部702は、給電経路損失算出部705により、第1充放電モードの蓄電装置50のそれぞれから負荷装置100に電力を供給する場合の給電経路上での電力損失量の情報を算出する。
つまり、給電経路損失算出部705は、第1充放電モードの蓄電装置50のそれぞれが給電経路の系統に接続される位置情報と、負荷装置100が給電経路の系統に接続される位置情報と、蓄電装置50から負荷装置100までの給電経路の配電線の長さと、配電線の導体抵抗の情報とを参照して、蓄電装置50から負荷装置100に電流を流す場合に給電経路上で発生する電力損失量を算出する。
そして、制御部703は、給電経路損失算出部705により算出された給電経路上で発生する電力損失量の情報に基づいて、負荷装置100へ電力を供給する蓄電装置50を選択する。
これにより、蓄電池制御装置72は、蓄電装置50から負荷装置100迄の給電経路上で発生する電力損失量が小さくなるように、充放電を行う蓄電装置50を選択することができる。
(8)また、上記実施形態において、例えば、図8に示す直流給電システム1Cにおいて、複数の蓄電装置52のそれぞれには、当該蓄電装置52に含まれる蓄電池511の周辺の雰囲気温度を検出する温度検出部515が設けられており、蓄電池特性判定部702は、温度検出部515により検出される蓄電池511の周辺の雰囲気温度の検出結果に基づいて、複数の蓄電装置52のそれぞれに含まれる蓄電池511が運用可能か否かを判定し、制御部703は、蓄電池特性判定部702の判定結果に基づいて、充放電を行う蓄電装置52を選択する。
このような構成の蓄電池制御装置73(蓄電池制御装置)であれば、蓄電装置52内に温度検出部515を設け、この温度検出部515により、蓄電池511の周辺の雰囲気温度を検出する。蓄電装置52は、蓄電池511の周辺の雰囲気温度の検出値の情報を、蓄電池制御装置73に通知する。蓄電池特性判定部702内の温度特性判定部706は、蓄電池511の周辺の雰囲気温度に基づいて、蓄電装置DB710に記憶された温度特性データ723を参照し、当該蓄電装置52が運用可能か否かを判定する。
これにより、蓄電池制御装置73は、使用温度範囲外の蓄電装置52を除外して、運用する蓄電装置52を選択することができる。
(9)また、上記実施形態において、例えば、蓄電池制御装置73(蓄電池制御装置)が実施する制御において、1充放電サイクルにおける充放電量を比較的大きくする第1充放電モード(第1の充放電態様)と、1充放電サイクルにおける充放電量を比較的小さくする第2充放電モード(第2の充放電態様)と、がある。制御部703は、予め定めた判定条件に基づいて推定された結果、残りの利用可能期間が比較的長いと推定される蓄電池は第1充放電モードのもとで充放電させて、又は、同判定条件に基づいて推定された結果、残りの利用可能期間が比較的短いと推定される蓄電池は第2充放電モードのもとで充放電させるように制御してもよい。
このように蓄電池制御装置73(蓄電池制御装置)を構成することにより、簡易な方法により、複数の蓄電装置を効率よく運用することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の蓄電池制御装置、直流給電システム、及び交流給電システムは、上述の図示例にのみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
1,1A,1B,1C,1D,1E・・・直流給電システム(給電システム)、
1F・・・交流給電システム(給電システム)、
2・・・商用電力系統、10・・・受電設備、20・・・直流電源装置(電源装置)、
50,51,52,53・・・蓄電装置、60・・・エネルギー管理装置、
70,71,72,73,74,75・・・蓄電池制御装置、
80・・・太陽光発電装置、90・・・パワーコンディショナ(PCS)、
100・・・負荷装置、511・・・蓄電池、512・・・サイクル数検出部、
512A・・・使用期間検出部、513・・・DC/DCコンバータ、
514・・・モード制御部、515・・・温度検出部、
701・・・蓄電池情報収集部、702・・・蓄電池特性判定部、
703・・・制御部、704・・・利用可能期間判定部、
705・・・給電経路損失算出部、706・・・温度特性判定部、
707・・・余剰電力算出部、707A・・・余剰電力予測部、
708・・・PV発電量予測部、709・・・負荷電力予測部、
711・・・蓄電装置情報

Claims (13)

  1. 電源装置から負荷装置に電力を供給する給電経路に複数の蓄電装置が補助電源装置として接続される場合に、前記複数の蓄電装置のそれぞれの充放電動作を制御する蓄電池制御装置であって、
    前記複数の蓄電装置のそれぞれに含まれる蓄電池の充放電時の特性を、当該蓄電池の充放電の履歴情報に基づいて判定する蓄電池特性判定部と、
    前記蓄電池の充放電時の特性の判定結果に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれにおける充放電動作の態様を制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする蓄電池制御装置。
  2. 前記複数の蓄電装置には、複数の種類の蓄電装置が混在し、
    前記制御部は、
    前記蓄電装置の種類に応じて、前記複数の蓄電装置のそれぞれにおける充放電動作の態様を制御する
    ことを特徴とする請求項1に記載の蓄電池制御装置。
  3. 前記複数の蓄電装置の充電方法には、複数の種類の充電方法が混在し、
    前記制御部は、
    前記複数の蓄電装置のそれぞれにおける充放電動作の態様に応じた前記充電方法の種類を選択する
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の蓄電池制御装置。
  4. 前記蓄電池特性判定部は、
    前記蓄電池の充放電時の特性の変化を、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返したサイクル数に基づいて判定し、
    前記制御部は、
    前記蓄電池のサイクル数が予め定めた基準回数以下の場合に、当該蓄電池を含む蓄電装置を、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返す第1の充放電態様の蓄電装置として設定し、
    前記蓄電池のサイクル数が予め定めた基準回数を超える場合に、当該蓄電池を含む蓄電装置を、常時は予め定めた充電量を確保するように充電されており放電する機会を待機するように充電される第2の充放電態様の蓄電装置として設定する
    ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の蓄電池制御装置。
  5. 前記蓄電池特性判定部は、
    前記蓄電装置内の蓄電池の使用期間と寿命期間とに基づいて、当該蓄電池の残りの利用可能期間を判定し、
    前記制御部は、
    前記蓄電池の残りの利用可能期間が予め定めた所定の基準期間以上の場合に、当該蓄電池を含む蓄電装置を、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返す第1の充放電態様の蓄電装置として設定し、
    前記蓄電池の残りの利用可能期間が予め定めた所定の基準期間に満たない場合に、当該蓄電池を含む蓄電装置を、常時は予め定めた充電量を確保するように充電されており放電する機会を待機するように充電される第2の充放電態様の蓄電装置として設定する
    ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の蓄電池制御装置。
  6. 前記制御部は、
    前記第1の充放電態様の蓄電装置を、所定の放電深度を超えて充放電を繰り返して使用する第1の用途の蓄電装置として設定し、
    前記第2の充放電態様の蓄電装置を、常時は予め定めた充電量を確保するように充電されており放電する機会を待機するように用いる第2の用途の蓄電装置として設定する
    ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の蓄電池制御装置。
  7. 前記蓄電池特性判定部は、
    前記複数の蓄電装置のそれぞれが前記給電経路に接続される位置と、前記負荷装置が前記給電経路に接続される位置とに基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれから前記負荷装置に電力を供給する際の電力損失量を判定し、
    前記制御部は、
    前記蓄電池特性判定部により判定された前記電力損失量に基づいて、充放電を行う蓄電装置を選択する
    ことを特徴とする請求項1から請求項6の何れか一項に記載の蓄電池制御装置。
  8. 前記複数の蓄電装置のそれぞれには、当該蓄電装置に含まれる蓄電池の周辺の雰囲気温度を検出する温度検出部が設けられており、
    前記蓄電池特性判定部は、
    前記温度検出部により検出される前記蓄電池の周辺の雰囲気温度の検出結果に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれに含まれる蓄電池が運用可能か否かを判定し、
    前記制御部は、
    前記蓄電池特性判定部の判定結果に基づいて、充放電を行う蓄電装置を選択する
    ことを特徴とする請求項1から請求項7の何れか一項に記載の蓄電池制御装置。
  9. 前記制御部は、
    前記複数の蓄電装置のそれぞれの出力電圧を異なる値に設定することにより、
    前記複数の蓄電装置において、前記給電経路に放電を開始する蓄電装置の優先順位を設定する
    ことを特徴とする請求項1から請求項8の何れか一項に記載の蓄電池制御装置。
  10. 電源装置の給電経路に接続された負荷装置に前記電源装置から前記給電経路を介して電力を供給するとともに、前記給電経路に複数の蓄電装置が補助電源装置として接続され、さらに、太陽光発電装置が前記給電経路に接続され、該太陽光発電装置から前記給電経路に電力を供給する給電システムであって、
    前記複数の蓄電装置のそれぞれに含まれる蓄電池の充放電時の特性を、当該蓄電池の充放電の履歴情報に基づいて判定する蓄電池特性判定部と、
    前記蓄電池の充放電時の特性の判定結果に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれにおける充放電動作の態様を制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする給電システム。
  11. 電源装置から負荷装置に電力を供給する給電経路に複数の蓄電装置が補助電源装置として接続される場合に、前記複数の蓄電装置のそれぞれの充放電動作を制御する蓄電池制御装置における蓄電池制御方法であって、
    前記複数の蓄電装置のそれぞれに含まれる蓄電池の充放電時の特性を、当該蓄電池の充放電の履歴情報により判定する蓄電池特性判定手順と、
    前記蓄電池の充放電時の特性の判定結果に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれにおける充放電動作の態様を制御する制御手順と、
    を含むことを特徴とする蓄電池制御方法。
  12. 電源装置から負荷装置に電力を供給する給電経路に複数の蓄電装置が補助電源装置として接続される場合に、前記複数の蓄電装置のそれぞれの充放電動作を制御する蓄電池制御装置のコンピュータに、
    前記複数の蓄電装置のそれぞれに含まれる蓄電池の充放電時の特性を、当該蓄電池の充放電の履歴情報により判定する蓄電池特性判定手順と、
    前記蓄電池の充放電時の特性の判定結果に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれにおける充放電動作の態様を制御する制御手順と、
    を実行させるためのプログラム。
  13. 1充放電サイクルにおける充放電量を比較的大きくする第1充放電態様と、1充放電サイクルにおける充放電量を比較的小さくする第2充放電態様と、があり、予め定めた判定条件に基づいて推定された結果、残りの利用可能期間が比較的長いと推定される電池は第1充放電態様のもとで充放電させて、同判定条件に基づいて推定された結果、残りの利用可能期間が比較的短いと推定される電池は第2充放電態様のもとで充放電させる制御部
    を備えることを特徴とする蓄電池制御装置。
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