JP2015226351A - Charge/discharge control device and power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、充放電制御装置及び蓄電装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a charge / discharge control device and a power storage device.
従来、燃料発電機と、自然エネルギー発電機と、蓄電池とを備えた小規模な電力供給システムが利用されている。燃料発電機の発電効率を向上させるためには、燃料発電機を、発電量が所定の範囲内となるように制御することが重要である。しかしながら、上述のような電力供給システムでは、自然エネルギー発電機の発電量が天候などの要因によって変化するため、燃料発電機の発電量を所定の範囲内に制御することは困難であった。 Conventionally, a small-scale power supply system including a fuel generator, a natural energy generator, and a storage battery has been used. In order to improve the power generation efficiency of the fuel generator, it is important to control the fuel generator so that the power generation amount falls within a predetermined range. However, in the power supply system as described above, since the amount of power generated by the natural energy generator varies depending on factors such as weather, it is difficult to control the amount of power generated by the fuel generator within a predetermined range.
このような問題を解消するために、従来の電力供給システムでは、予測制御が利用されている。予測制御とは、自然エネルギー発電機の発電量や、負荷の消費電力を予測し、これらの予測値に基づいて、燃料発電機の発電量を制御する制御方法である。しかしながら、予測制御を実施するためには、電力供給システムに大幅な機能追加が必要となり、多大なコストを要するという問題があった。 In order to solve such a problem, predictive control is used in the conventional power supply system. Predictive control is a control method that predicts the amount of power generated by a natural energy generator and the power consumption of a load, and controls the amount of power generated by a fuel generator based on these predicted values. However, in order to implement the predictive control, it is necessary to add a significant function to the power supply system, and there is a problem that a large cost is required.
燃料発電機の発電量をリアルタイムに制御することにより、自然エネルギー発電機の発電量を予測することなく、燃料発電機の発電効率を低コストに向上させることができる充放電制御装置及び蓄電装置を提供する。 A charge / discharge control device and a power storage device that can improve the power generation efficiency of a fuel generator at low cost without predicting the power generation amount of a natural energy generator by controlling the power generation amount of the fuel generator in real time. provide.
一実施形態に係る充放電制御装置は、第1の取得部と、制御部と、を備える。第1の取得部は、燃料発電機の発電量を取得する。制御部は、第1の取得部が取得する発電量に基づいて、燃料発電機の発電量が燃料発電機の発電効率に基づいて設定される所定の範囲内となるように、燃料発電機と接続される電力貯蔵装置からの充放電を制御する。 A charge / discharge control device according to an embodiment includes a first acquisition unit and a control unit. The first acquisition unit acquires the power generation amount of the fuel generator. The control unit is configured so that the power generation amount of the fuel generator is within a predetermined range set based on the power generation efficiency of the fuel generator based on the power generation amount acquired by the first acquisition unit. Controls charging / discharging from the connected power storage device.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、第1実施形態に係る充放電制御装置及び蓄電装置について、図1〜図4を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る充放電制御装置を備える電力供給システム10を示すブロック図である。図1において、実線矢印は電力の流れを示しており、破線矢印は情報の流れを示している。
(First embodiment)
First, a charge / discharge control device and a power storage device according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram illustrating a
電力供給システム10は、工場、ビル、及び離島などにおいて、負荷5の電源として用いられる。負荷5は、設備機器などの任意の動力であり、電力供給システム10の発電量Pにより駆動される。
The
図1に示すように、この電力供給システム10は、燃料発電機1と、自然エネルギー発電機2と、蓄電池3と、充放電制御装置4と、を備える。燃料発電機1と、自然エネルギー発電機2と、蓄電池3とは、負荷5に対して並列に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
燃料発電機1は、内燃機関又は外燃機関により発電する発電機であり、電力供給システム10の出力電圧が一定となるように発電する定電圧源である。燃料発電機1として、例えば、エンジン発電機、ガスタービン発電機、及び蒸気タービン発電機などが挙げられる。燃料発電機1には、効率的に発電可能な発電量P1(kW)の最適範囲(PLOW<P1<PHIGH)が予め設定されている。最適範囲は、燃料発電機1の発電効率に基づいて設定され、例えば、発電効率が所定値以上の発電量P1の範囲である。
The
自然エネルギー発電機2は、自然エネルギーにより発電する発電機である。自然エネルギー発電機2として、例えば、太陽光発電機、風力発電機、及び地熱発電機などが挙げられる。自然エネルギー発電機2の発電量P2(kW)は、天候などの外部環境に応じて変化する。
The
蓄電池3は、燃料発電機1の発電量P1及び自然エネルギー発電機2の発電量P2により充電可能であるとともに、蓄積した電力を放電可能に構成される。以下では、蓄電池3の充放電電力をP3(kW)と称し、放電の際の充放電電力P3を正の値(P3>0)、充電の際の充放電電力P3を負の値(P3<0)とする。蓄電池3は、放電の場合、負荷5に対して充放電電力P3(>0)を供給し、充電の場合、燃料発電機1及び自然エネルギー発電機2の発電量P1,P2から充放電電力P3(<0)を充電する。蓄電池3の充放電は、充放電制御装置4により制御される。
なお、電力供給システム10は、蓄電池3の代わりに、電力を充放電可能な任意の電力貯蔵装置を備えてもよい。電力貯蔵装置として、例えば、フライホイール、コンデンサ(キャパシタ)、及びSMES(超伝導エネルギー貯蔵装置)などが挙げられる。
The
電力供給システム10の出力P(kW)は、上述の発電量P1,P2、及び充放電電力P3の合計である(P=P1+P2+P3)。電力供給システム10の出力Pは、負荷5において消費される消費電力であり、負荷5の変動に追従して変化する。このような動作は、定電圧源である燃料発電機1が、P1(P1=P−P2−P3)を出力するように発電することによって実現される。
The output P (kW) of the
充放電制御装置4は、燃料発電量取得部41(第1の取得部)と、自然エネルギー発電量取得部42と、変化量算出部43と、制御部44とを備える。燃料発電量取得部41(以下、「取得部41」という)は、燃料発電機1から発電量P1の大きさを示す情報IP1を取得する。自然エネルギー発電量取得部42(以下、「取得部42」という)は、自然エネルギー発電機2から発電量P2の大きさを示す情報IP2を取得する。変動量算出部43(以下、「算出部43」という)は、取得部42が取得した自然エネルギー発電機2の発電量P2の単位時間あたりの変化量を算出する。制御部44は、取得部41が取得した発電量P1及び算出部43が算出した発電量P2の変化量に基づいて、蓄電池3に制御信号CS1を送信し、蓄電池3の充放電を制御する。これにより、充放電制御装置4は、電力供給システム10の出力の変動を抑制するとともに、燃料発電機1の発電量P1が最適範囲内となるように制御する。充放電制御装置4による蓄電池3の制御方法については後述する。
The charge / discharge control device 4 includes a fuel power generation amount acquisition unit 41 (first acquisition unit), a natural energy power generation
以上説明した充放電制御装置4は、コンピュータ装置100を基本ハードウェアとして使用することで実現することができる。コンピュータ装置100は、図2に示すように、CPU101と、入力部102と、表示部103と、通信部104と、主記憶部105と、外部記憶部106とを備え、これらはバス107により相互に接続されている。
The charge / discharge control device 4 described above can be realized by using the
入力部102は、キーボード、マウス等の入力デバイスであり、入力デバイスの操作による操作信号をCPU101に出力する。表示部103は、LCD(Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode Ray Tube)等の表示ディスプレイである。通信部104は、無線または有線の通信手段を有し、所定の通信方式で通信を行う。通信部104により、充放電制御装置4と、燃料発電機1、自然エネルギー発電機2、及び蓄電池3と、の間の通信が行われる。
The
外部記憶部106は、例えば、ハードディスク、メモリ装置、CD−R、CD−RW、DVD−RAM、DVD−R等の記憶媒体等である。外部記憶部106は、充放電制御装置4の処理をCPU101に実行させるためのプログラムを記憶している。また、充放電制御装置4が備える各記憶手段のデータを記憶している。
The
主記憶部105は、CPU101による制御の下で、外部記憶部106に記憶されたプログラムを展開し、プログラムの実行時に必要なデータ、及びプログラムの実行により生じたデータ等を記憶する。主記憶部105は、不揮発性メモリ等の任意のメモリである。
The
上記のプログラムは、コンピュータ装置100に予めインストールされていてもよいし、CD−ROM等の記憶媒体に記憶され、コンピュータ装置100に適宜インストールされてもよい。
The above program may be installed in advance in the
なお、充放電制御装置4は、燃料発電機1、自然エネルギー発電機2、及び蓄電池3や、これらの制御システムと、一体に構成されてもよい。このような装置として、例えば、充放電制御装置4と、蓄電池3と、蓄電池3の制御システムと、を一体に構成した蓄電装置が挙げられる。蓄電装置は、蓄電池3と、その制御システム及び充放電制御装置4による制御を実現するコンピュータ装置100と、により構成することができる。
The charge / discharge control device 4 may be configured integrally with the
蓄電装置を用いることにより、ハードウェア資源を節約し、充放電制御装置4を安価に製造することができる。また、蓄電装置を用いた場合、充放電制御装置4を電力供給システム10に組み込む際に、充放電制御装置4と蓄電池3の制御システムとを対応させる作業が不要となる。したがって、充放電制御装置4を電力供給システム10に容易に導入することができる。これは、充放電制御装置4と、燃料発電機1や自然エネルギー発電機2とを一体に構成した場合であっても同様である。
By using the power storage device, hardware resources can be saved and the charge / discharge control device 4 can be manufactured at low cost. Further, when the power storage device is used, when the charge / discharge control device 4 is incorporated in the
次に、本実施形態に係る充放電制御装置4による制御について、図3及び図4を参照して説明する。図3は、充放電制御装置4による制御を示すフローチャートである。なお、制御期間中において、取得部41,42は、発電量P1,P2を継続的に取得しているものとする。
Next, control by the charge / discharge control device 4 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a flowchart showing the control by the charge / discharge control device 4. Note that the
まず、算出部43は、自然エネルギー発電機2の発電量P2の単位時間あたりの変化量を算出する。制御部44は、算出部43が算出した変化量と変化量の閾値とを比較し、発電量P2が急激に変動したか否か判定する(ステップS1)。自然エネルギー発電機2は、自然エネルギーにより発電するため、発電量P2が一定ではなく、短時間で大幅に変動することがある。電力供給システム10のような小規模な系統の場合、このような発電量P2の急激な変動によって系統全体が不安定化する恐れがある。そこで、まず、発電量P2の急激な変動を検出する。
First, the calculating
ステップS1において、発電量P2の急激な変動が検出された場合(ステップS1のYES)、充放電制御装置4は、当該変動による電力供給システム10の出力の変動を抑制する(ステップS2)。具体的には、制御部44は、発電量P2の急激な上昇が検出された場合、当該上昇分の電力を蓄電池3に充電させ、発電量P2の急激な下降が検出された場合、当該下降分の電力を蓄電池3に放電させる。これにより、電力供給システム10の出力Pの変動が抑制され、電力供給システム10による電力供給を安定化することができる。
In step S1, when a sudden change in power generation amount P 2 is detected (YES in step S1), the charge and discharge control device 4 inhibits the variation of the output of the
ステップS2において、出力Pの変動を抑制した後、或いは、ステップS1において、発電量P2の急激な変動が検出されなかった場合(ステップS1のNO)、充放電制御装置4の処理はステップS3に進む。 In step S2, after suppressing the fluctuation of the output P, or, in step S1, the power generation amount P when a sudden change in 2 is not detected (NO in step S1), the processing of the charge and discharge control device 4 step S3 Proceed to
ステップS3において、制御部44は、燃料発電機1の発電量P1と、最適範囲の下限値である下限発電量PLOWと、を比較する(ステップS3)。発電量P1が下限発電量PLOWより小さい場合(ステップS3のYES)、制御部44は、発電量P1の不足分の電力を蓄電池3に充電する(ステップS4)。すなわち、蓄電池の充放電電力P3は、P1−PLOWとなる。
In step S3, the
上述の通り、燃料発電機1は、P1=P−P2−P3となるように発電するから、蓄電池3に不足分の電力を充電すると、発電量P1は、PLOW−P1、すなわち、下限発電量PLOWに対する不足分の電力だけ増加する。したがって、発電量P1は下限発電量PLOWとなる。ここで、図4は、電力供給システム10の発電量Pを示すグラフである。図4(A)は、充放電制御装置4が制御しない場合の発電量、図4(B)は、充放電制御装置4が制御した場合の発電量を示す。図4(B)の時刻t1〜t2に示すように、発電量P1の不足分の電力を蓄電池3に充電することにより、下限発電量PLOWより小さい発電量P1を下限発電量PLOWまで上昇させ、最適範囲内とすることができる。
As described above, since the
これに対して、発電量P1が下限発電量PLOW以上の場合(ステップS3のNO)、制御部44は、燃料発電機1の発電量P1と、最適範囲の上限値である上限発電量PHIGHと、を比較する(ステップS5)。発電量P1が上限発電量PHIGHより大きい場合(ステップS5のYES)、制御部44は、発電量P1の過剰分の電力を蓄電池3から放電する(ステップS6)。すなわち、蓄電池3の充放電電力P3は、は、P1−PHIGHとなる。
In contrast, when the power generation amount P 1 is equal to or greater than the lower limit power generation amount P LOW (NO in step S3), and the
上述の通り、燃料発電機1は、P1=P−P2−P3となるように発電するから、蓄電池3から過剰分の電力を放電すると、発電量P1は、P1−PHIGH、すなわち、上限発電量PHIGHに対する過剰分の電力だけ減少する。したがって、発電量P1は上限発電量PHIGHとなる。ここで、図4(B)の時刻t3〜t4に示すように、発電量P1の過剰分の電力を蓄電池3から放電することにより、上限発電量PHIGHより大きい発電量P1を上限発電量PHIGHまで下降させ、最適範囲内とすることができる。蓄電池3から放電後、或いは、ステップS5において、発電量P1が上限発電量PHIGH以下の場合(ステップS5のNO)、処理は終了する。
As described above, since the
充放電制御装置4は、以上の処理を、所定の時間間隔で繰り返す。なお、上述の説明において、発電量P1と下限発電量PLOWとの比較を、発電量P1と上限発電量PHIGHとの比較より先に行っているが、順番は逆でもよい。 The charge / discharge control device 4 repeats the above processing at predetermined time intervals. Incidentally, in the above description, the comparison between the power generation amount P 1 and the lower limit power generation amount P LOW, is performed before the comparison with the power generation amount P 1 and the upper limit power generation amount P HIGH, the order may be reversed.
以上説明した通り、本実施形態に係る充放電制御装置4は、燃料発電機1の発電量P1に応じて蓄電池3の充放電を制御することにより、発電機P1の発電量を最適範囲内とすることができる。これにより、発電機P1の発電効率の低下を防ぎ、発電効率を向上させることができる。
As described above, the charge / discharge control device 4 according to the present embodiment controls the charge / discharge of the
また、蓄電池3の充放電による燃料発電機1の発電量P1の制御はリアルタイムに行われるため、自然エネルギー発電機2の発電量P2の予測を要する予測制御が不要である。したがって、電力供給システム10に大幅な機能の追加をすることなく、発電効率を低コストに向上させることができる。
The control of the power generation amount P 1 of the
なお、充放電制御装置4による蓄電池3の制御はこれに限られず、例えば、停電時のバックアップ制御を実施してもよい。すなわち、燃料発電機1及び自然エネルギー発電機2の少なくとも一方の発電量停止時に、蓄電池3から放電することにより、一時的に電力供給システム10の発電量が維持されるように、蓄電池3を制御してもよい。また、燃料発電機1及び自然エネルギー発電機2の発電量停止時に、蓄電池3から放電することにより、蓄電池3を無停電電源装置として動作させてもよい。
In addition, control of the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る充放電制御装置及び蓄電装置について、図5を参照して説明する。図5は、本実施形態に係る充放電制御装置4を備える電力供給システム10を示すブロック図である。
(Second Embodiment)
Next, a charge / discharge control device and a power storage device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram illustrating a
図5に示すように、充放電制御装置4は、充放電量取得部45(第2の取得部)と、SOC算出部46とをさらに備える。他の構成は第1実施形態と同様である。充放電量取得部45(以下、「取得部45」という)は、蓄電池3から充放電電力P3の大きさを示す情報IP3を取得する。SOC算出部46(以下、「算出部46」という)は、取得部45が取得した情報IP3に基づいて、蓄電池3の充電率SOC(State of Charge)を算出する。充電率SOCとは、蓄電池3の満充電に対する充電量の割合であり、満充電のとき100%となる指標である。充電率SOCは、蓄電池3の充放電電力P3を積算することにより算出できる。
As shown in FIG. 5, the charge / discharge control device 4 further includes a charge / discharge amount acquisition unit 45 (second acquisition unit) and an
本実施形態において、制御部44は、算出部46が算出した蓄電池3の充電率SOCに応じて、蓄電池3及び自然エネルギー発電機2に制御信号CS1,CS2を送信し、自然エネルギー発電機2の発電量P2及び蓄電池3の充放電を制御する。さらに、蓄電池3には、充放電による劣化を抑制する充電率SOCの最適範囲(SOCLOW<SOC<SOCHIGH)が予め設定されている。
In the present embodiment, the
次に、本実施形態に係る充放電制御装置4による制御について、図6を参照して説明する。図6は、充放電制御装置4による制御を示すフローチャートである。図6において、ステップS1〜ステップS6は、図3と同様である。 Next, control by the charge / discharge control device 4 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the control by the charge / discharge control device 4. In FIG. 6, steps S1 to S6 are the same as those in FIG.
本実施形態において、発電量P1が下限発電量PLOWより小さい場合(ステップS3のYES)、発電量P1が最適範囲(PLOW<P1<PHIGH)から外れる。そのため、蓄電池3への充電によって発電量P1を最適範囲(PLOW<P1<PHIGH)に入れることが考えられる。しかし、蓄電池3についても充電率SOCの最適範囲(SOCLOW<SOC<SOCHIGH)がある。そこで、充放電制御装置4は、発電量P1及び充電率SOCがともに最適範囲内となるように制御する。まず、算出部46は、蓄電池3の充電率SOCを算出する。制御部44は、算出された充電率SOCと、上限充電率SOCHIGHと、を比較する(ステップS7)。
In the present embodiment, when the power generation amount P 1 is a lower limit power generation amount P LOW is smaller than (YES in step S3), and power generation amount P 1 deviates from the optimal range (P LOW <P 1 <P HIGH). For this reason, it is conceivable that the power generation amount P 1 is put in the optimum range (P LOW <P 1 <P HIGH ) by charging the
上限充電率SOCHIGH(第1の閾値)とは、最適範囲の上限値として予め設定された充電率である。充電率SOCが上限充電率SOCHIGHより小さい場合(ステップS7のYES)、蓄電池3の充電率SOCは最適範囲内である。従って、制御部44は、発電量P1の不足分の電力を蓄電池3に充電する(ステップS4)。
The upper limit charging rate SOC HIGH (first threshold value) is a charging rate set in advance as the upper limit value of the optimum range. When the charging rate SOC is smaller than the upper limit charging rate SOC HIGH (YES in step S7), the charging rate SOC of the
これに対して、充電率SOCが上限充電率SOCHIGH以上の場合(ステップS7のNO)、蓄電池3の充電率SOCは最適範囲内に入っていない。従って、さらに、制御部44は、充電率SOCと、蓄電池3の最大充電率SOCMAXとを比較する(ステップS8)。最大充電率SOCMAXとは、蓄電池3の充電率の上限値として予め設定された充電率であり、SOCMAX>SOCHIGHとなるように設定される。
On the other hand, when the charging rate SOC is equal to or higher than the upper limit charging rate SOC HIGH (NO in step S7), the charging rate SOC of the
充電率SOCが最大充電率SOCMAXより小さい場合(ステップS8のYES)、すなわち、SOCHIGH<SOC<SOCMAXの場合、蓄電池3は、満充電ではないが、満充電に近い。従って、制御部44は、自然エネルギー発電機2の発電量P2を制限する(ステップS9)。
When the charging rate SOC is smaller than the maximum charging rate SOC MAX (YES in step S8), that is, when SOC HIGH <SOC <SOC MAX , the
より詳細には、発電量P2が燃料発電機1の発電量P1の不足分の電力より大きい場合(PLOW−P1<P2)、制御部44は、自然エネルギー発電機2に制御信号CS2を送信し、発電量P2を当該不足分の電力だけ減少させる。すなわち、発電量P2を、PLOW−P1だけ減少させる。上述の通り、燃料発電機1は、P1=P−P2−P3となるように発電するから、自然エネルギー発電機2の発電量P2をPLOW−P1だけ減少させると、発電量P1は、PLOW−P1だけ増加する。したがって、発電量P1は下限発電量PLOWとなる。このとき、蓄電池3は蓄電する必要が無い。
More specifically, when the power generation amount P 2 is larger than the shortage of the power generation amount P 1 of the fuel generator 1 (P LOW −P 1 <P 2 ), the
これに対して、自然エネルギー発電機2の発電量P2が燃料発電機1の発電量P1の不足分の電力以下である場合(PLOW−P1≧P2)、制御部44は、自然エネルギー発電機2の発電量P2を制限するとともに、蓄電池3に充電することにより、不足分の電力(PLOW−P1)だけ燃料発電機1の発電量P1を増加させる。これにより、発電量P1は下限発電量PLOWとなる。この際、自然エネルギー発電機2の発電を停止してもよい(P2=0)。このように、蓄電池3の充電率SOCが上限充電率SOCHIGH以上の場合に、蓄電池3の充電より、自然エネルギー発電機2の発電量P2の制限を優先することにより、充電率SOCの上昇を抑制しながら、発電量P1を最適範囲内にすることができる。発電量P2の制限後、処理は終了する。
On the other hand, when the power
ステップS8において、充電率SOCが最大充電率SOCMAX以上の場合(ステップS8のNO)、蓄電池3は、ほぼ満充電である。従って、制御部44は、蓄電池3に充電せずに、自然エネルギー発電機2の発電を停止(P2=0)する(ステップS10)。発電量P2の停止後、処理は終了する。
In step S8, when the charging rate SOC is equal to or higher than the maximum charging rate SOC MAX (NO in step S8), the
このように、蓄電池3の充電率SOCが最大充電率SOCMAX以上の場合に、蓄電池3の充電及び自然エネルギー発電機2の発電を停止することにより、充電率SOCの上昇を抑制しながら、発電量P1を最適範囲内にし、あるいは、最適範囲に近づけることができる。
As described above, when the charging rate SOC of the
一方、本実施形態において、燃料発電機1の発電量P1が上限発電量PHIGHより大きい場合(ステップS5のYES)、やはり発電量P1が最適範囲(PLOW<P1<PHIGH)から外れる。そのため、蓄電池3への充電によって発電量P1を最適範囲(PLOW<P1<PHIGH)に入れることが考えられる。しかし、蓄電池3についても充電率SOCの最適範囲(SOCLOW<SOC<SOCHIGH)がある。そこで、充放電制御装置4は、発電量P1及び充電率SOCがともに最適範囲内となるように制御する。まず、算出部46が蓄電池3の充電率SOCを算出する。制御部44は、算出された充電率SOCと、下限充電率SOCLOWと、を比較する(ステップS11)。
On the other hand, in the present embodiment, when the power generation amount P 1 of the
下限充電率SOCLOW(第2の閾値)とは、最適範囲の下限値として予め設定された充電率である。充電率SOCが下限充電率SOCLOWより大きい場合(ステップS11のYES)、蓄電池3の充電率SOCは最適範囲内である。従って、制御部44は、燃料発電機1の発電量P1の過剰分の電力を蓄電池3から放電させる(ステップS6)。
The lower limit charging rate SOC LOW (second threshold) is a charging rate set in advance as a lower limit value of the optimum range. When the charging rate SOC is larger than the lower limit charging rate SOC LOW (YES in step S11), the charging rate SOC of the
これに対して、充電率SOCが下限充電率SOCLOW以下の場合(ステップS11のNO)、蓄電池3の充電率SOCは最適範囲内に入っていない。従って、制御部44は、さらに充電率SOCと、最小充電率SOCMINとを比較する(ステップS12)。最小充電率SOCMINとは、蓄電池3の充電率の下限値として予め設定された充電率であり、SOCMIN<SOCLOWとなるように設定される。
On the other hand, when the charging rate SOC is equal to or lower than the lower limit charging rate SOC LOW (NO in step S11), the charging rate SOC of the
充電率SOCが最小充電率SOCMINより大きい場合(ステップS12のYES)、すなわち、SOCMIN<SOC<SOCLOWの場合、蓄電池3は、空(エンプティ)状態ではないが、空状態に近い。従って、制御部44は、蓄電池3の充放電電力P3を制限する(ステップS13)。上述のステップS6では、蓄電池3は、P1の過剰分の電力を放電するが、本実施形態では、蓄電池3は、燃料電池1の発電量P1の過剰分の電力(P1−PHIGH)より少ない電力を放電する。これにより、発電量P1を減少させて、最適範囲内に入れるか、あるいは、最適範囲に近づける。蓄電池3の充放電電力P3の制限後、処理は終了する。
When the charging rate SOC is larger than the minimum charging rate SOC MIN (YES in step S12), that is, when SOC MIN <SOC <SOC LOW , the
これに対して、充電率SOCが最小充電率SOCMIN以下の場合(ステップS12のNO)、蓄電池3は、ほぼ空状態である。従って、制御部44は、蓄電池3の放電を停止(P3=0)する(ステップS14)。蓄電池3の放電の停止後、処理は終了する。
On the other hand, when the charging rate SOC is equal to or lower than the minimum charging rate SOC MIN (NO in step S12), the
このように、蓄電池3の充電率SOCが下限充電率SOCLOW以下の場合に、蓄電池3の放電を制限することにより、充電率SOCの下降が抑制される。
As described above, when the charging rate SOC of the
以上説明した通り、本実施形態に係る充放電制御装置4によれば、蓄電池3の充電率3が上限充電率SOCHIGH(下限充電率SOCLOW)より上昇(下降)することを抑制するため、燃料発電機1の発電効率を向上させるとともに、蓄電池3の劣化を抑制し、蓄電池3を長寿命化させることができる。
As described above, according to the charge / discharge control device 4 according to the present embodiment, the
なお、上述のステップS13,S14では、電力供給システム10の出力(供給電力)に対して負荷5の消費電力が過大になっているため、過負荷であることを充放電制御装置4や電力供給システム10のユーザに通知するのが好ましい。通知は、表示部103を介した画像発電量により行われてもよいし、音声発電量手段により行われてもよい。また、通知は、通信部104を介して外部装置から発してもよい。
In steps S13 and S14 described above, since the power consumption of the
また、本実施形態において、上限充電率SOCHIGH及び下限充電率SOCLOWは、最適範囲の上下限値として設定されたが、これに限られず、任意の値に設定することができる。例えば、SOCHIGH=SOCLOWであってもよい。 Further, in the present embodiment, the upper limit charging rate SOC HIGH and the lower limit charging rate SOC LOW are set as upper and lower limit values in the optimum range, but are not limited thereto, and can be set to arbitrary values. For example, SOC HIGH = SOC LOW may be used.
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. Further, for example, a configuration in which some components are deleted from all the components shown in each embodiment is also conceivable. Furthermore, you may combine suitably the component described in different embodiment.
1:燃料発電機、2:自然エネルギー発電機、3:蓄電池、4:充放電制御装置、5:負荷、10:電力供給システム、41:燃料発電量取得部、42:自然エネルギー発電量取得部、43:変化量算出部、44:制御部、45:充放電量取得部、46:SOC算出部、CS1,CS2:制御信号、P:電力供給システムの出力、P1:燃料発電機の発電量、P2:自然エネルギー発電機の発電量、P3:蓄電池の充放電電力、PHIGH:上限発電量、PLOW:下限発電量、SOC:充電率、SOCHIGH:上限充電率、SOCLOW:下限充電率、SOCMAX:最大充電率、SOCMIN:最小充電率 1: fuel generator, 2: natural energy generator, 3: storage battery, 4: charge / discharge control device, 5: load, 10: power supply system, 41: fuel power generation amount acquisition unit, 42: natural energy power generation amount acquisition unit 43: change amount calculation unit, 44: control unit, 45: charge / discharge amount acquisition unit, 46: SOC calculation unit, CS 1 , CS 2 : control signal, P: output of power supply system, P 1 : fuel generator Power generation amount, P 2 : power generation amount of natural energy generator, P 3 : charge / discharge power of storage battery, P HIGH : upper limit power generation amount, P LOW : lower limit power generation amount, SOC: charge rate, SOC HIGH : upper limit charge rate, SOC LOW : Lower limit charging rate, SOC MAX : Maximum charging rate, SOC MIN : Minimum charging rate
Claims (5)
前記第1の取得部が取得する前記発電量に基づいて、前記燃料発電機の発電量が当該燃料発電機の発電効率に基づいて設定される所定の範囲内となるように、当該燃料発電機と接続される電力貯蔵装置からの充放電を制御する制御部と、
を備える充放電制御装置。 A first acquisition unit for acquiring a power generation amount of the fuel generator;
Based on the power generation amount acquired by the first acquisition unit, the fuel generator so that the power generation amount of the fuel generator falls within a predetermined range set based on the power generation efficiency of the fuel generator. A control unit for controlling charging / discharging from the power storage device connected to
A charge / discharge control apparatus comprising:
請求項1に記載の充放電制御装置。 When the power generation amount of the fuel generator is smaller than the lower limit value of the predetermined range, the control unit causes the power storage device to charge, and when the power generation amount of the fuel generator is larger than the upper limit value of the predetermined range. The charge / discharge control device according to claim 1, wherein the power storage device is discharged.
前記第2の取得部が取得する前記充放電量に基づいて、前記電力貯蔵装置の充電率を算出する算出部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記燃料発電機の発電量が前記所定の範囲の下限値より小さく、かつ、前記電力貯蔵装置の充電率が第1の閾値以上の場合、前記燃料発電機と接続される自然エネルギー発電機の発電量を制限する
請求項2に記載の充放電制御装置。 A second acquisition unit for acquiring a charge / discharge amount of the power storage device;
Based on the charge / discharge amount acquired by the second acquisition unit, a calculation unit that calculates a charge rate of the power storage device;
Further comprising
The control unit is connected to the fuel generator when the amount of power generated by the fuel generator is smaller than a lower limit value of the predetermined range and the charging rate of the power storage device is equal to or greater than a first threshold value. The charge / discharge control apparatus of Claim 2 which restrict | limits the electric power generation amount of an energy generator.
請求項2又は請求項3に記載の充放電制御装置。 The control unit limits the power generation amount of the power storage device when the power generation amount of the fuel generator is larger than the upper limit value of the predetermined range and the charging rate of the power storage device is equal to or less than a second threshold value. The charge / discharge control apparatus of Claim 2 or Claim 3 to do.
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の充放電制御装置と、
を備える蓄電装置。 The power storage device;
The charge / discharge control device according to any one of claims 1 to 4,
A power storage device comprising:
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