JP2016046872A - Battery system and control method therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery system which supplies power in a seamless manner from power failure to power return regarding any arbitrary load connected to a distribution board without incurring any problem such as an inverse load flow and a failure.SOLUTION: The battery system within a user's house including a plurality of loads includes: the distribution board to which the plurality of loads are connected; a breaker that is provided between a power system and the distribution board; a battery connected to the distribution board; a supervisory and control part that controls the battery; and a measuring part which generates measurement information by measuring a voltage at a first measuring point between the breaker and the distribution board, a voltage at a second measuring point between the power system and the breaker and a current at a third measuring point between the power system and the breaker and transmits the measurement information to the supervisory and control part.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、バッテリシステムおよびその制御方法に関する。   The present invention relates to a battery system and a control method thereof.

近年、スマートグリッドの実用化に向けた様々な研究開発が行われている。系統電力網における需給バランスを最適化するための監視制御部や、一般家庭における受電、発電の制御、省電力のためのＨＥＭＳ（Home Energy Management System）等の開発が進められている。このようなシステムにおいては、需要家の電力消費を正確に把握することが必要であり、スマートメータと呼ばれる測定部が知られている。スマートメータは、従来のアナログ式電力量計とは異なり、デジタル式の計測機能、監視制御部へ計測値を送信したり、監視制御部からの制御信号を受信するための通信機能を備えていることが特徴である。   In recent years, various research and development for practical application of smart grids have been conducted. Developments such as a supervisory control unit for optimizing the supply and demand balance in the grid power network, a home energy management system (HEMS) for power reception, power generation control, and power saving in general households are underway. In such a system, it is necessary to accurately grasp the power consumption of the consumer, and a measuring unit called a smart meter is known. Unlike conventional analog watt-hour meters, smart meters have a digital measurement function and a communication function for transmitting measurement values to the monitoring control unit and receiving control signals from the monitoring control unit. It is a feature.

図１は、スマートメータを利用した従来のシステムを例示する。図１には、スマートメータ２と、遮断器３と、分電盤４と、を備えたシステムが示されている。スマートメータ２は、電力系統１と遮断器３との間の電流及び電圧を測定して供給電力を算出し、これらをスマートメータ２に設けられた表示装置に表示する。遮断器３は、電力系統１と分電盤４との間に設けられ、過電流が加わった場合には電力系統１と分電盤４との間を遮断するように構成されている。分電盤４は、家庭用のコンセントを介して複数の負荷５と接続されている。家庭内のユーザは、スマートメータ２によって家庭内の電力使用量を認識することができる。   FIG. 1 illustrates a conventional system using a smart meter. FIG. 1 shows a system including a smart meter 2, a circuit breaker 3, and a distribution board 4. The smart meter 2 measures the current and voltage between the power system 1 and the circuit breaker 3 to calculate supply power, and displays these on a display device provided in the smart meter 2. The circuit breaker 3 is provided between the power system 1 and the distribution board 4 and is configured to interrupt between the power system 1 and the distribution board 4 when an overcurrent is applied. The distribution board 4 is connected to a plurality of loads 5 through household outlets. A user in the home can recognize the amount of power used in the home by the smart meter 2.

図２は、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）を例示する。図２には、スマートメータ２と、遮断器３と、分電盤４と、無線通信装置６と、表示装置７と、を備えたＨＥＭＳが例示されている。ＨＥＭＳでは、家庭内の電力使用量等の情報を無線通信装置６を介してモニターやスマートフォン等の表示装置７に送信して、家庭内の電力使用量を可視化するためのシステムである。   FIG. 2 illustrates a HEMS (Home Energy Management System). FIG. 2 illustrates a HEMS including a smart meter 2, a circuit breaker 3, a distribution board 4, a wireless communication device 6, and a display device 7. The HEMS is a system for visualizing the amount of power used in the home by transmitting information such as the amount of power used in the home to the display device 7 such as a monitor or a smartphone via the wireless communication device 6.

図３には、バッテリを用いたＵＰＳ（Uninterrupted Power Supply）システムを例示する。図３には、スマートメータ２と、遮断器３と、分電盤４と、バッテリ８と、を備えたＵＳＰシステムが記載されている。ＵＰＳシステムでは、電力系統１からの電力供給断が発生した場合であっても、バッテリ８を蓄電しておいてバッテリ８から負荷５に電力を供給することにより、無停電で負荷５に電力を供給することができる。   FIG. 3 illustrates a UPS (Uninterrupted Power Supply) system using a battery. FIG. 3 shows a USP system including a smart meter 2, a circuit breaker 3, a distribution board 4, and a battery 8. In the UPS system, even when the power supply from the power system 1 is interrupted, the battery 8 is stored and the power is supplied from the battery 8 to the load 5, so that the power can be supplied to the load 5 without any interruption. Can be supplied.

しかしながら、図３に示すような従来のＵＰＳシステムでは、電力系統１への電力の送出による逆潮流及び故障等を防ぐために、バッテリ８は負荷５側の一方向に整流するように構成されていた。そのため、バッテリ８に直接接続された負荷５にしか電力を供給することができず、停電時に分電盤４に接続された任意の負荷５にバッテリ８から電力を供給できなかった。   However, in the conventional UPS system as shown in FIG. 3, the battery 8 is configured to rectify in one direction on the load 5 side in order to prevent reverse power flow and failure due to power transmission to the power system 1. . Therefore, power can be supplied only to the load 5 directly connected to the battery 8, and power cannot be supplied from the battery 8 to any load 5 connected to the distribution board 4 at the time of a power failure.

そこで、本発明は、簡単な制御方法により、電力系統１への電力の送出による逆潮流及び故障等の問題を起こさずに、分電盤４に接続された任意の負荷５について停電から復電までシームレスに電力を供給するバッテリシステムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention uses a simple control method to recover from a power failure to any load 5 connected to the distribution board 4 without causing problems such as reverse power flow and failure due to the transmission of power to the power system 1. It aims at providing the battery system which supplies electric power seamlessly.

上記の課題を解決するために、請求項１に記載のバッテリシステムは、複数の負荷を備えた需要家内におけるバッテリシステムであって、前記複数の負荷が接続された分電盤と、電力系統と前記分電盤との間に設けられた遮断器と、前記分電盤に接続されたバッテリと、前記バッテリを制御する監視制御部と、前記遮断器と前記分電盤との間における第１の測定点の電圧と、前記電力系統と前記遮断器との間における第２の測定点の電圧と、前記電力系統と前記遮断器との間における第３の測定点の電流とを測定することにより測定情報を生成して、前記監視制御部に送信する測定部と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problem, the battery system according to claim 1 is a battery system in a consumer having a plurality of loads, and a distribution board to which the plurality of loads are connected, a power system, A circuit breaker provided between the distribution board, a battery connected to the distribution board, a monitoring control unit for controlling the battery, and a first between the circuit breaker and the distribution board. Measuring a voltage at a second measurement point, a voltage at a second measurement point between the power system and the circuit breaker, and a current at a third measurement point between the power system and the circuit breaker. And a measurement unit that generates measurement information and transmits the measurement information to the monitoring control unit.

請求項２に記載のバッテリシステムは、請求項１に記載のバッテリシステムであって、前記監視制御部は、前記バッテリにおける電圧及び電流を測定し、前記監視制御部は、停電後に前記第１の測定点の電圧が検出された場合に、前記第１の測定点の電圧の振幅、位相及び周波数と、前記バッテリにおける電圧の振幅、位相及び周波数とを同期させることを特徴とする。   The battery system according to claim 2 is the battery system according to claim 1, wherein the monitoring control unit measures a voltage and a current in the battery, and the monitoring control unit performs the first control after a power failure. When the voltage at the measurement point is detected, the amplitude, phase and frequency of the voltage at the first measurement point are synchronized with the amplitude, phase and frequency of the voltage at the battery.

請求項３に記載のバッテリシステムは、請求項１又は２に記載のバッテリシステムであって、前記監視制御部は、前記バッテリからパルス信号を出力して、前記第１の測定点において電圧が検出されるか否かを判断することを特徴とする。   The battery system according to claim 3 is the battery system according to claim 1 or 2, wherein the monitoring control unit outputs a pulse signal from the battery, and a voltage is detected at the first measurement point. It is characterized by determining whether or not.

請求項４に記載のバッテリシステムは、請求項１乃至３のいずれかに記載のバッテリシステムであって、前記監視制御部は、前記第３の測定点の電流が前記遮断器の定格電流よりも低い値に設定された所定の上限閾値を超えた場合、前記バッテリから前記負荷に電流を供給するように前記バッテリを制御することを特徴とする。   A battery system according to a fourth aspect is the battery system according to any one of the first to third aspects, wherein the monitoring control unit is configured such that a current at the third measurement point is higher than a rated current of the circuit breaker. When a predetermined upper limit threshold set to a low value is exceeded, the battery is controlled to supply current to the load from the battery.

請求項５に記載のバッテリシステムは、請求項１乃至４のいずれかに記載のバッテリシステムであって、前記監視制御部は、前記第２の測定点の電圧が所定の下限閾値以下になった場合であって、前記第１の測定点の電圧が検出されない場合、停電が発生したことを判断することを特徴とする。   The battery system according to claim 5 is the battery system according to any one of claims 1 to 4, wherein the monitoring control unit has a voltage at the second measurement point equal to or lower than a predetermined lower threshold. If the voltage at the first measurement point is not detected, it is determined that a power failure has occurred.

請求項６に記載のバッテリシステムは、請求項５に記載のバッテリシステムであって、前記監視制御部は、前記停電が発生したことを判断したことに応答して、前記バッテリが前記負荷に電圧を供給するように前記バッテリを制御することを特徴とする。   The battery system according to claim 6 is the battery system according to claim 5, wherein the monitoring control unit determines that the power outage has occurred, and the battery voltage is applied to the load. The battery is controlled so as to supply power.

請求項７に記載のバッテリシステムは、請求項１乃至６のいずれかに記載のバッテリシステムであって、前記監視制御部は、前記第２の測定点の電圧が所定の下限閾値以下になった場合であって、前記第１の測定点の電圧が検出された場合、前記遮断器がオフになったことを判断することを特徴とする。   A battery system according to a seventh aspect is the battery system according to any one of the first to sixth aspects, wherein the monitoring control unit has a voltage at the second measurement point equal to or lower than a predetermined lower limit threshold value. When the voltage at the first measurement point is detected, it is determined that the circuit breaker is turned off.

請求項８に記載のバッテリシステムは、請求項１乃至７のいずれかに記載のバッテリシステムであって、前記監視制御部は、ネットワーククラウドを介してサービスプロバイダと通信可能に構成されていることを特徴とする。   The battery system according to claim 8 is the battery system according to any one of claims 1 to 7, wherein the monitoring control unit is configured to be able to communicate with a service provider via a network cloud. Features.

請求項９に記載の方法は、複数の負荷が接続された分電盤と、電力系統と前記分電盤との間に設けられた遮断器と、前記分電盤に接続されたバッテリと、前記バッテリを制御する監視制御部と、前記遮断器と前記分電盤との間における第１の測定点の電圧と、前記電力系統と前記遮断器との間における第２の測定点の電圧と、前記電力系統と前記遮断器との間における第３の測定点の電流とを測定する測定部と、を備えたバッテリシステムを制御する方法であって、前記測定部が、前記第１の測定点の電圧と、前記第２の測定点の電圧と、前記第３の測定点の電流とを測定することにより測定情報を生成するステップと、前記測定部が、前記測定情報を前記監視制御部に送信するステップと、を含み、前記監視制御部は、前記測定情報に基づいて前記バッテリの充放電を制御することを特徴とする。   The method according to claim 9, the distribution board to which a plurality of loads are connected, a circuit breaker provided between a power system and the distribution board, a battery connected to the distribution board, A monitoring control unit for controlling the battery; a voltage at a first measurement point between the circuit breaker and the distribution board; and a voltage at a second measurement point between the power system and the circuit breaker. And a measurement unit that measures a current at a third measurement point between the power system and the circuit breaker, and a method for controlling the battery system, wherein the measurement unit includes the first measurement. A step of generating measurement information by measuring a voltage at a point, a voltage at the second measurement point, and a current at the third measurement point; and the measurement unit converts the measurement information into the monitoring control unit. The monitoring control unit based on the measurement information. And controlling the charging and discharging of the battery Te.

請求項１０に記載の方法は、請求項９に記載の方法であって、前記監視制御部が、前記バッテリにおける電圧及び電流を測定するステップと、前記監視制御部が、停電後に前記第１の測定点の電圧が検出された場合に、前記第１の測定点の電圧の振幅、位相及び周波数と、前記バッテリにおける電圧の振幅、位相及び周波数とを同期させるステップと、をさらに含むことを特徴とする。   The method according to claim 10 is the method according to claim 9, wherein the monitoring control unit measures the voltage and current in the battery, and the monitoring control unit performs the first operation after a power failure. Synchronizing the amplitude, phase, and frequency of the voltage at the first measurement point with the amplitude, phase, and frequency of the voltage at the battery when a voltage at the measurement point is detected. And

請求項１１に記載の方法は、請求項９又は１０に記載の方法であって、前記監視制御部が、前記バッテリからパルス信号を出力して、前記第１の測定点において電圧が検出されるか否かを判断するステップをさらに含むことを特徴とする。   The method according to claim 11 is the method according to claim 9 or 10, wherein the monitoring control unit outputs a pulse signal from the battery, and a voltage is detected at the first measurement point. The method further includes a step of determining whether or not.

請求項１２に記載の方法は、請求項９乃至１１のいずれかに記載の方法であって、前記監視制御部が、前記第３の測定点の電流が前記遮断器の定格電流よりも低い値に設定された所定の上限閾値を超えた場合、前記バッテリから前記負荷に電流を供給するように前記バッテリを制御するステップをさらに含むことを特徴とする。   A method according to a twelfth aspect is the method according to any one of the ninth to eleventh aspects, wherein the monitoring control unit is configured such that the current at the third measurement point is lower than the rated current of the circuit breaker. The method further includes the step of controlling the battery so as to supply a current from the battery to the load when a predetermined upper limit threshold set in the above is exceeded.

請求項１３に記載の方法は、請求項９乃至１２のいずれかに記載の方法であって、前記監視制御部は、前記第２の測定点の電圧が所定の下限閾値以下になった場合であって、前記第１の測定点の電圧が検出されない場合、停電が発生したことを判断するステップをさらに含むことを特徴とする。   A method according to a thirteenth aspect is the method according to any one of the ninth to twelfth aspects, wherein the monitoring control unit is configured when the voltage at the second measurement point is equal to or lower than a predetermined lower limit threshold. The method further includes a step of determining that a power failure has occurred when the voltage at the first measurement point is not detected.

請求項１４に記載の方法は、請求項１３に記載の方法であって、前記監視制御部は、前記停電が発生したことを判断したことに応答して、前記バッテリが前記負荷に電圧を供給するように前記バッテリを制御するステップをさらに含むことを特徴とする。   The method according to claim 14 is the method according to claim 13, wherein the monitoring control unit supplies a voltage to the load in response to determining that the power failure has occurred. The method further includes the step of controlling the battery.

請求項１５に記載の方法は、請求項９乃至１４のいずれかに記載の方法であって、前記監視制御部は、前記第２の測定点の電圧が所定の下限閾値以下になった場合であって、前記第１の測定点の電圧が検出された場合、前記遮断器がオフになったことを判断するステップをさらに含むことを特徴とする。   The method according to claim 15 is the method according to any one of claims 9 to 14, wherein the monitoring control unit is configured when the voltage at the second measurement point is equal to or lower than a predetermined lower threshold. And when the voltage of the said 1st measurement point is detected, it further comprises the step which judges that the said circuit breaker turned off.

本発明によると、簡単な制御方法により、電力系統１への電力の送出による逆潮流及び故障等の問題を起こさずに、分電盤４に接続された任意の負荷５について停電から復電までシームレスに電力を供給するバッテリシステムを提供することができる。   According to the present invention, from a power failure to power recovery for any load 5 connected to the distribution board 4 without causing problems such as reverse power flow and failure due to transmission of power to the power system 1 by a simple control method. A battery system for supplying power seamlessly can be provided.

スマートメータを利用した従来の電力測定システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional electric power measurement system using a smart meter. 図２は、ＨＥＭＳを例示する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a HEMS. バッテリを用いたＵＰＳシステムを例示する図である。It is a figure which illustrates the UPS system using a battery. 本発明の実施例１に係るバッテリシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the battery system which concerns on Example 1 of this invention. 本発明に係るバッテリシステムの制御フロー図である。It is a control flowchart of the battery system which concerns on this invention. 本発明の実施例２に係るバッテリシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the battery system which concerns on Example 2 of this invention.

＜実施例１＞
図４は、本発明の実施例１に係るバッテリシステムの構成を示す。図４は、本発明に係るバッテリシステムを示す。図４には、スマートメータ２と、遮断器３と、分電盤４と、バッテリ８と、測定部１０と、監視制御部１１と、を備えたバッテリシステム１００が示されている。 <Example 1>
FIG. 4 shows the configuration of the battery system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a battery system according to the present invention. FIG. 4 shows a battery system 100 including a smart meter 2, a circuit breaker 3, a distribution board 4, a battery 8, a measurement unit 10, and a monitoring control unit 11.

遮断器３は、電力系統１と分電盤４との間に設けられ、過電流が加わった場合には電力系統１と分電盤４との間を遮断するように構成されている。分電盤４は、家庭用のコンセントを介して複数の負荷５及びバッテリ８と接続されている。バッテリ８には、監視制御部１１が接続されている。バッテリ８としては、１〜２ｋＷ程度の定格を有するものを使用することができる。ここで、分電盤４は、家庭用のコンセントを介さずに、複数の負荷５及びバッテリ８と直接接続するように構成してもよい。また、監視制御部１１は、バッテリ８に内蔵されていても、バッテリ８とは別のコンセントを介して分電盤４と接続されていてもよい。   The circuit breaker 3 is provided between the power system 1 and the distribution board 4 and is configured to interrupt between the power system 1 and the distribution board 4 when an overcurrent is applied. The distribution board 4 is connected to a plurality of loads 5 and a battery 8 through a household outlet. A monitoring control unit 11 is connected to the battery 8. As the battery 8, a battery having a rating of about 1 to 2 kW can be used. Here, the distribution board 4 may be configured to be directly connected to the plurality of loads 5 and the battery 8 without using a household outlet. Further, the monitoring control unit 11 may be built in the battery 8 or may be connected to the distribution board 4 via a different outlet from the battery 8.

測定部１０は、電力系統１と遮断器３との間の測定点ｍ１における電圧Ｖ１と、遮断器３と分電盤４との間の測定点ｍ２における電圧Ｖ２と、遮断器３と分電盤４との間の測定点ｍ３における電流Ｉ１とを測定して測定情報を生成し、監視制御部１１に送信することができる。測定部１０は電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の２か所の測定結果により、電力系統１の停電・復電、遮断器３の遮断・復帰を判定することができる。電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の振幅・周波数・位相を同期させることにより、遮断器３の再投入時の突入電流を和らげることができる。測定部１０における電圧及び電流の測定方法としては、電力線に接触することにより電圧及び電流を測定する接触型でも、電力線に接触せずに電圧及び電流を測定する非接触型でもどちらでもよい。非接触型の場合、大規模工事等を必要とせずに、測定部１０を簡単に設置することができる。   The measuring unit 10 includes a voltage V1 at a measurement point m1 between the power system 1 and the circuit breaker 3, a voltage V2 at a measurement point m2 between the circuit breaker 3 and the distribution board 4, a circuit breaker 3 and a power distribution. The measurement information can be generated by measuring the current I1 at the measurement point m3 with the board 4 and transmitted to the monitoring control unit 11. The measuring unit 10 can determine the power failure / recovery of the power system 1 and the breaker / return of the circuit breaker 3 based on the measurement results at the two locations of the voltage V1 and the voltage V2. By synchronizing the amplitude, frequency, and phase of the voltage V1 and the voltage V2, the inrush current when the circuit breaker 3 is turned on again can be reduced. As a measuring method of the voltage and current in the measurement unit 10, either a contact type that measures the voltage and current by contacting the power line or a non-contact type that measures the voltage and current without contacting the power line may be used. In the case of the non-contact type, the measuring unit 10 can be easily installed without requiring large-scale construction or the like.

監視制御部１１は、バッテリ８における電圧Ｖ３及び電流Ｉ２を測定することができる。また、監視制御部１１は、受信した測定情報並びにバッテリ８における電圧Ｖ３及び電流Ｉ２に基づいて、コンダクタを用いた遮断器３のオンオフ制御、バッテリ８の充放電制御及び家庭内の負荷５のオンオフ制御等をすることができる。   The monitoring control unit 11 can measure the voltage V3 and the current I2 in the battery 8. In addition, the monitoring control unit 11 performs on / off control of the circuit breaker 3 using a conductor, charge / discharge control of the battery 8 and on / off of the load 5 in the home based on the received measurement information and the voltage V3 and current I2 in the battery 8. It can be controlled.

以下、図５を用いて、本発明に係るバッテリシステムの制御を示す。図５は、本発明に係るバッテリシステムの制御フロー図である。   Hereinafter, control of the battery system according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a control flow diagram of the battery system according to the present invention.

（通常運転）
通常運転時には、電力系統１から遮断器３及び分電盤４を介して負荷５やバッテリ８に電力が供給される。 (Normal operation)
During normal operation, power is supplied from the power system 1 to the load 5 and the battery 8 via the circuit breaker 3 and the distribution board 4.

（ブーストモード）
ブーストモード時における本発明のバッテリシステムの制御を示す。通常運転時に例えば１０ｋｗ程度の電力を用いて充電を行う必要がある電気自動車などの負荷５の充電をする場合や複数の負荷５を同時に使用する場合、あるいは遮断器３の定格を低く設定した場合、遮断器３の定格よりも大きな電力が必要となる。遮断器３の定格よりも高い電力消費が行われる場合、測定部１０で測定された測定点ｍ３における電流Ｉ１が遮断器３の定格電流よりも低い値に設定された所定の上限閾値Ｉｔｈを一時的に超える。図５に示すステップ５０１で、監視制御部１１は、受信した測定情報に含まれる測定点ｍ３における電流Ｉ１が所定の上限閾値Ｉｔｈを超えたことに応答して、通常運転からブーストモードに切り替える。 (Boost mode)
Fig. 3 shows control of the battery system of the present invention in boost mode. When charging a load 5 such as an electric vehicle that needs to be charged using, for example, about 10 kW during normal operation, when using a plurality of loads 5 at the same time, or when setting the rating of the circuit breaker 3 low The electric power larger than the rating of the circuit breaker 3 is required. When power consumption higher than the rating of the circuit breaker 3 is performed, a predetermined upper threshold I th that is set such that the current I1 at the measurement point m3 measured by the measurement unit 10 is lower than the rated current of the circuit breaker 3 is set. Temporarily exceeded. In step 501 shown in FIG. 5, the monitoring control unit 11, in response to the current I1 at the measurement point m3 contained in the received measurement information exceeds the predetermined upper limit threshold value I th, switching from the normal operation to the boost mode .

ブーストモードでは、監視制御部１１は、バッテリ８を電流モードで駆動する。ここで、電流モードとは、バッテリ８から分電盤４を介して負荷５に電流を供給するようにバッテリ８のオンオフをスイッチング制御するバッテリ８の動作モードである。それにより、測定点ｍ３における電流Ｉ１が上限閾値Ｉｔｈよりも低い所定の値となるようにバッテリ８の放電を制御する。 In the boost mode, the monitoring controller 11 drives the battery 8 in the current mode. Here, the current mode is an operation mode of the battery 8 that performs switching control of on / off of the battery 8 so that current is supplied from the battery 8 to the load 5 via the distribution board 4. Thus, the current I1 at the measurement point m3 controls the discharge of the battery 8 to a predetermined value lower than the upper threshold value I th.

その結果、遮断器３の定格とバッテリ８の定格とを足し合わせた電力の範囲内で、電流Ｉ１の上限閾値Ｉｔｈ超過分の電力を負荷５に供給することができる。また、より定格の小さな遮断器３に取り替えて、アンペアカットを行うことができるため、電力契約上有利になる。 As a result, within the power sum of the rating of the circuit breaker 3 rated and the battery 8, it is possible to supply power upper limit threshold value I th excess of the current I1 to the load 5. Moreover, since it can replace with the circuit breaker 3 of a smaller rating and can perform an amper cut, it becomes advantageous on an electric power contract.

ここで、監視制御部１１は、例えば測定点ｍ３における電流Ｉ１が所定の上限閾値Ｉｔｈを超えると同時に警告メッセージを発してもよい。それにより、遮断器３の故障等を未然に防ぐことができる。 Here, the monitoring control unit 11, for example, the current I1 at the measurement point m3 may issue a warning message at the same time exceeds the predetermined upper limit threshold I th. Thereby, failure of the circuit breaker 3 etc. can be prevented beforehand.

（ブレーカ断モード）
ブレーカ断モード時における本発明に係るバッテリシステムの制御を示す。図５に示すステップ５０２で、受信した測定情報における測定点ｍ２における電圧Ｖ２が所定の下限閾値Ｖｔｈ以下になると、図５に示すステップ５０３で、監視制御部１１は測定情報により測定点ｍ１の電圧Ｖ１を確認する。ここで、下限閾値Ｖｔｈは、例えば、通常運転時の電力系統１からの供給電圧の電圧変動範囲の下限以下の値とすることができる。 (Breaker break mode)
The control of the battery system which concerns on this invention at the time of breaker disconnection mode is shown. In step 502 shown in FIG. 5, when the voltage V2 at the measurement point m2 in the received measurement information becomes equal to or lower than the predetermined lower limit threshold Vth , in step 503 shown in FIG. Check the voltage V1. Here, the lower limit threshold V th can be set to a value equal to or lower than the lower limit of the voltage fluctuation range of the supply voltage from the power system 1 during normal operation, for example.

測定点ｍ１の電圧Ｖ１が検出された場合、監視制御部１１は、需要家内の負荷５の使用過多等による消費電力の増大により遮断器３がオフになったと判断し、通常運転からブレーカ断モードに切り替わる。ブレーカ断モードに切り替わると、バッテリ８を出力停止状態にした後に、遮断器３をオンにする。その後、監視制御部１１は、測定点ｍ２の電圧Ｖ２が検出されたことに応答して、ブレーカ断モードから通常運転に切り替える。ここで、監視制御部１１は、測定点ｍ１の電圧Ｖ１が検出されたとき、遮断器３をオンにする旨のメッセージを発して、ユーザに手動で遮断器３をオンに切り替させることができる。   When the voltage V1 at the measurement point m1 is detected, the monitoring control unit 11 determines that the circuit breaker 3 is turned off due to an increase in power consumption due to excessive use of the load 5 in the consumer, and the breaker disconnection mode is started from the normal operation. Switch to When switching to the breaker disconnection mode, the circuit breaker 3 is turned on after the battery 8 is brought into the output stop state. Thereafter, the monitoring controller 11 switches from the breaker disconnection mode to the normal operation in response to the detection of the voltage V2 at the measurement point m2. Here, when the voltage V1 at the measurement point m1 is detected, the monitoring control unit 11 can issue a message to turn on the circuit breaker 3 and allow the user to manually turn on the circuit breaker 3. .

（停電モード）
停電モード時における本発明に係るバッテリシステムの制御を示す。図５に示すステップ５０２で、受信した測定情報における測定点ｍ２における電圧Ｖ２が所定の下限閾値Ｖｔｈ以下になり、図５に示すステップ５０３で、測定点ｍ１の電圧Ｖ１が検出されない場合、監視制御部１１は、通常運転から停電モードに切り替わり、電力系統１からの電力供給断により停電が発生したと判断する。停電モードに切り替わると、監視制御部１１は、遮断器３をオフにする。ここで、監視制御部１１は、遮断器３をオフにする旨のメッセージを発して、ユーザに手動で遮断器３をオフにさせることもできる。 (Power failure mode)
The control of the battery system which concerns on this invention at the time of a power failure mode is shown. Monitoring is performed when the voltage V2 at the measurement point m2 in the received measurement information is equal to or lower than the predetermined lower limit threshold Vth in step 502 shown in FIG. 5, and the voltage V1 at the measurement point m1 is not detected in step 503 shown in FIG. The control unit 11 switches from the normal operation to the power failure mode, and determines that a power failure has occurred due to power supply interruption from the power system 1. When the mode is switched to the power failure mode, the monitoring control unit 11 turns off the circuit breaker 3. Here, the monitoring control unit 11 can also issue a message to turn off the circuit breaker 3 and cause the user to manually turn off the circuit breaker 3.

監視制御部１１は、バッテリ８からパルス信号を出力するように放電制御し、測定点ｍ１においてパルス信号が検出されるかを判断して、遮断器３がオフになったか否かを確認することができる。バッテリ８が出力するパルス信号は、家電機器等の負荷５に影響を与えないような特徴的な信号とすることができる。測定点ｍ１でパルス信号が検出されなかった場合、遮断器３がオフであると判断する。   The supervisory control unit 11 performs discharge control so as to output a pulse signal from the battery 8, determines whether the pulse signal is detected at the measurement point m1, and confirms whether or not the circuit breaker 3 is turned off. Can do. The pulse signal output from the battery 8 can be a characteristic signal that does not affect the load 5 of the home appliance or the like. When a pulse signal is not detected at the measurement point m1, it is determined that the circuit breaker 3 is off.

遮断器３がオフになった後、監視制御部１１は、バッテリ８を電圧モードで駆動する。ここで、電圧モードとは、バッテリ８が電力系統１の代わりとなって電圧を生成して家庭内の負荷５に電圧を供給するようにバッテリ８を動作させるバッテリ８の動作モードである。これにより、監視制御部１１は、例えば、停電直前の測定点ｍ１における電圧Ｖ１と同じ周波数及び振幅の電圧を生成して停電直前の供給電圧が維持されるように、バッテリ８から負荷５に電圧を供給することができる。   After the circuit breaker 3 is turned off, the monitoring controller 11 drives the battery 8 in the voltage mode. Here, the voltage mode is an operation mode of the battery 8 that operates the battery 8 so that the battery 8 generates a voltage instead of the power system 1 and supplies the voltage to the load 5 in the home. Thereby, for example, the supervisory control unit 11 generates a voltage having the same frequency and amplitude as the voltage V1 at the measurement point m1 immediately before the power failure, and the voltage from the battery 8 to the load 5 is maintained so that the supply voltage immediately before the power failure is maintained. Can be supplied.

バッテリ８の電圧供給によりバッテリ８における電流Ｉ２がバッテリ８の定格電流以下の所定の電流閾値よりも大きくなった場合、監視制御部１１はバッテリ８からの電圧供給を停止し、所定の時間経過後に電圧供給を開始する。また、監視制御部１１は、例えば不要な電気機器などの負荷５をオフにする旨のメッセージを発してもよい。   When the current I2 in the battery 8 becomes larger than a predetermined current threshold value equal to or lower than the rated current of the battery 8 due to the voltage supply of the battery 8, the monitoring control unit 11 stops the voltage supply from the battery 8, and after a predetermined time elapses Start voltage supply. Further, the monitoring control unit 11 may issue a message to turn off the load 5 such as an unnecessary electric device.

（停電復帰モード）
停電復帰モード時の本発明に係るバッテリシステムの制御を示す。図５に示すステップ５０４で、測定点ｍ１で電圧Ｖ１が検出されると、監視制御部１１は、電力系統１からの送電が復帰したと判断して、停電モードから停電復帰モードに切り替わる。停電復帰モードでは、監視制御部１１は、測定点ｍ１で測定される電圧Ｖ１の振幅、位相及び周波数とバッテリ８における電圧の振幅、位相及び周波数とを同期させるようにバッテリ８のスイッチングを制御する。電圧の同期後、監視制御部１１は遮断器３をオンにする。ここで、監視制御部１１は、電圧の同期後に遮断器３をオンにする旨のメッセージを発してユーザに手動でオンに切り替えさせることもできる。 (Power failure recovery mode)
The control of the battery system which concerns on this invention at the time of a power failure reset mode is shown. In step 504 shown in FIG. 5, when the voltage V1 is detected at the measurement point m1, the monitoring control unit 11 determines that the power transmission from the power system 1 has been restored, and switches from the power failure mode to the power failure restoration mode. In the power failure recovery mode, the monitoring controller 11 controls the switching of the battery 8 so as to synchronize the amplitude, phase and frequency of the voltage V1 measured at the measurement point m1 with the amplitude, phase and frequency of the voltage in the battery 8. . After voltage synchronization, the monitoring control unit 11 turns on the circuit breaker 3. Here, the supervisory control unit 11 can also issue a message to turn on the circuit breaker 3 after voltage synchronization and allow the user to manually turn on the switch.

遮断器３がオンになった後、監視制御部１１は、電圧の振幅、位相及び周波数の同期を保ちつつバッテリ８を速やかに出力停止状態にする。これにより、停電復帰が完了し、監視制御部１１は停電復帰モードから通常運転に切り替える。   After the circuit breaker 3 is turned on, the supervisory control unit 11 promptly puts the battery 8 into the output stop state while keeping the amplitude, phase and frequency of the voltage synchronized. Thereby, the power failure recovery is completed, and the monitoring controller 11 switches from the power failure recovery mode to the normal operation.

＜実施例２＞
図６は、本発明の実施例２に係るバッテリシステムを示す。図６に示すバッテリシステムでは、監視制御部１１がネットワーククラウド２０を介してサービスプロバイダ２１と双方向に通信可能に構成されている。 <Example 2>
FIG. 6 shows a battery system according to Embodiment 2 of the present invention. In the battery system shown in FIG. 6, the monitoring control unit 11 is configured to be capable of bidirectional communication with the service provider 21 via the network cloud 20.

電力ネットワークにおいては、電力供給量と電力需要量とが安定して一致することが望ましい。電力供給量と電力需要量との間の不一致は、周波数や電圧の変動といった複雑な電気的問題を生じさせるためである。実施例２に係るバッテリシステムでは、需要家に設置したバッテリ８の放電／充電を制御して需要家における電力需要を減少／増大させることで、需要家に対する電力供給量をサービスプロバイダと需要家との間で予め決定された電力供給量と一致させることができる。それにより、実施例２に係るバッテリシステムでは、発電設備の利用率を維持しつつ、需要家における電力需要変動に起因する周波数や電圧といった複雑な電気的問題を解消することができる。以下、実施例２に係るバッテリシステムの制御方法を示す。   In the power network, it is desirable that the power supply amount and the power demand amount stably match. This is because the mismatch between the power supply amount and the power demand amount causes complicated electrical problems such as frequency and voltage fluctuations. In the battery system according to the second embodiment, by controlling the discharge / charging of the battery 8 installed in the consumer to reduce / increase the power demand at the consumer, the power supply amount to the consumer is reduced between the service provider and the consumer. Between the power supply amount and the power supply amount determined in advance. Thereby, in the battery system according to the second embodiment, it is possible to solve complicated electrical problems such as frequency and voltage caused by fluctuations in power demand in the consumer while maintaining the utilization rate of the power generation equipment. Hereinafter, a control method of the battery system according to the second embodiment will be described.

監視制御部１１は、測定部１０から受信した測定情報のうち電圧Ｖ２及び電流Ｉ１とバッテリ８の蓄電状態を含むバッテリステータス情報とをネットワーククラウド２０を介してサービスプロバイダ２１に送信する。サービスプロバイダ２１は、受信した電圧Ｖ２及び電流Ｉ１を記録して、その需要家における現在の電力需要量を求める。サービスプロバイダ２１では、記録した電圧Ｖ２及び電流Ｉ１からその需要家における予測需要量を予め算出し、予測需要量に基づいてサービスプロバイダ２１が需要家に供給する電力供給量を決定・契約している。   The monitoring control unit 11 transmits the voltage V2 and the current I1 among the measurement information received from the measurement unit 10 and the battery status information including the storage state of the battery 8 to the service provider 21 via the network cloud 20. The service provider 21 records the received voltage V2 and current I1, and obtains the current power demand for the consumer. The service provider 21 pre-calculates the predicted demand amount for the consumer from the recorded voltage V2 and current I1, and determines / contracts the power supply amount that the service provider 21 supplies to the consumer based on the predicted demand amount. .

サービスプロバイダ２１は、現在の電力需要量と予測需要量とを比較して、現在の電力需要量と予測需要量との差を求める。サービスプロバイダ２１は、当該比較結果及びバッテリステータス情報に基づいて、バッテリ充放電制御信号を生成する。バッテリ充放電制御信号は、例えば、現在の電力需要量が予測需要量に満たない場合は不足分を補うようにバッテリ８を充電し、現在の電力需要量が予測需要量を超過している場合は超過分を補うようにバッテリ８を放電するように構成することができる。サービスプロバイダ２１は、ネットワーククラウド２０を介してバッテリ充放電信号を監視制御部１１に送信する。監視制御部１１は、受信したバッテリ充放電信号に基づいて、バッテリ８の充放電制御を実行することができる   The service provider 21 compares the current power demand amount with the predicted demand amount, and obtains the difference between the current power demand amount and the predicted demand amount. The service provider 21 generates a battery charge / discharge control signal based on the comparison result and the battery status information. For example, when the current power demand is less than the predicted demand, the battery charge / discharge control signal charges the battery 8 so as to compensate for the shortage, and the current power demand exceeds the predicted demand. Can be configured to discharge the battery 8 to compensate for the excess. The service provider 21 transmits a battery charge / discharge signal to the monitoring control unit 11 via the network cloud 20. The monitoring control unit 11 can execute charge / discharge control of the battery 8 based on the received battery charge / discharge signal.

電力系統 １
スマートメータ ２
遮断器 ３
分電盤 ４
負荷 ５
無線通信装置 ６
表示装置 ７
バッテリ ８
測定部 １０
監視制御部 １１
ネットワーククラウド ２０
サービスプロバイダ ２１ Power system 1
Smart meter 2
Circuit breaker 3
Distribution board 4
Load 5
Wireless communication device 6
Display device 7
Battery 8
Measurement unit 10
Monitoring control unit 11
Network cloud 20
Service Provider 21

Claims (15)

複数の負荷を備えた需要家内におけるバッテリシステムであって、
前記複数の負荷が接続された分電盤と、
電力系統と前記分電盤との間に設けられた遮断器と、
前記分電盤に接続されたバッテリと、
前記バッテリを制御する監視制御部と、
前記遮断器と前記分電盤との間における第１の測定点の電圧と、前記電力系統と前記遮断器との間における第２の測定点の電圧と、前記電力系統と前記遮断器との間における第３の測定点の電流とを測定することにより測定情報を生成して、前記監視制御部に送信する測定部と、
を備えたことを特徴とするバッテリシステム。 A battery system in a consumer with a plurality of loads,
A distribution board to which the plurality of loads are connected;
A circuit breaker provided between a power system and the distribution board;
A battery connected to the distribution board;
A supervisory control unit for controlling the battery;
A voltage at a first measurement point between the circuit breaker and the distribution board, a voltage at a second measurement point between the power system and the circuit breaker, and the power system and the circuit breaker. A measurement unit that generates measurement information by measuring a current at a third measurement point in between, and transmits the measurement information to the monitoring control unit;
A battery system comprising: 前記監視制御部は、前記バッテリにおける電圧及び電流を測定し、
前記監視制御部は、停電後に前記第１の測定点の電圧が検出された場合に、前記第１の測定点の電圧の振幅、位相及び周波数と、前記バッテリにおける電圧の振幅、位相及び周波数とを同期させることを特徴とする請求項１に記載のバッテリシステム。 The monitoring control unit measures the voltage and current in the battery,
When the voltage at the first measurement point is detected after a power failure, the monitoring control unit, the voltage amplitude, phase and frequency at the first measurement point, and the voltage amplitude, phase and frequency at the battery, The battery system according to claim 1, wherein the two are synchronized. 前記監視制御部は、前記バッテリからパルス信号を出力して、前記第１の測定点において電圧が検出されるか否かを判断することを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリシステム。   The battery system according to claim 1, wherein the monitoring control unit outputs a pulse signal from the battery and determines whether or not a voltage is detected at the first measurement point. 前記監視制御部は、前記第３の測定点の電流が前記遮断器の定格電流よりも低い値に設定された所定の上限閾値を超えた場合、前記バッテリから前記負荷に電流を供給するように前記バッテリを制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のバッテリシステム。   The monitoring control unit supplies current from the battery to the load when the current at the third measurement point exceeds a predetermined upper limit threshold set to a value lower than the rated current of the circuit breaker. The battery system according to claim 1, wherein the battery is controlled. 前記監視制御部は、前記第２の測定点の電圧が所定の下限閾値以下になった場合であって、前記第１の測定点の電圧が検出されない場合、停電が発生したことを判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のバッテリシステム。   The supervisory control unit determines that a power failure has occurred when the voltage at the second measurement point is equal to or lower than a predetermined lower threshold and the voltage at the first measurement point is not detected. The battery system according to any one of claims 1 to 4. 前記監視制御部は、前記停電が発生したことを判断したことに応答して、前記バッテリが前記負荷に電圧を供給するように前記バッテリを制御することを特徴とする請求項５に記載のバッテリシステム。   The battery according to claim 5, wherein the monitoring control unit controls the battery so that the battery supplies a voltage to the load in response to determining that the power failure has occurred. system. 前記監視制御部は、前記第２の測定点の電圧が所定の下限閾値以下になった場合であって、前記第１の測定点の電圧が検出された場合、前記遮断器がオフになったことを判断することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のバッテリシステム。   The monitoring control unit is when the voltage at the second measurement point is equal to or lower than a predetermined lower threshold, and when the voltage at the first measurement point is detected, the circuit breaker is turned off. The battery system according to claim 1, wherein the battery system is determined. 前記監視制御部は、ネットワーククラウドを介してサービスプロバイダと通信可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のバッテリシステム。   The battery system according to claim 1, wherein the monitoring control unit is configured to be able to communicate with a service provider via a network cloud. 複数の負荷が接続された分電盤と、
電力系統と前記分電盤との間に設けられた遮断器と、
前記分電盤に接続されたバッテリと、
前記バッテリを制御する監視制御部と、
前記遮断器と前記分電盤との間における第１の測定点の電圧と、前記電力系統と前記遮断器との間における第２の測定点の電圧と、前記電力系統と前記遮断器との間における第３の測定点の電流とを測定する測定部と、
を備えたバッテリシステムを制御する方法であって、
前記測定部が、前記第１の測定点の電圧と、前記第２の測定点の電圧と、前記第３の測定点の電流とを測定することにより測定情報を生成するステップと、
前記測定部が、前記測定情報を前記監視制御部に送信するステップと、
を含み、
前記監視制御部は、前記測定情報に基づいて前記バッテリの充放電を制御することを特徴とする方法。 A distribution board to which multiple loads are connected;
A circuit breaker provided between a power system and the distribution board;
A battery connected to the distribution board;
A supervisory control unit for controlling the battery;
A voltage at a first measurement point between the circuit breaker and the distribution board, a voltage at a second measurement point between the power system and the circuit breaker, and the power system and the circuit breaker. A measurement unit for measuring the current at the third measurement point between
A method for controlling a battery system comprising:
The measurement unit generates measurement information by measuring the voltage of the first measurement point, the voltage of the second measurement point, and the current of the third measurement point;
The measurement unit transmitting the measurement information to the monitoring control unit;
Including
The monitoring control unit controls charging / discharging of the battery based on the measurement information. 前記監視制御部が、前記バッテリにおける電圧及び電流を測定するステップと、
前記監視制御部が、停電後に前記第１の測定点の電圧が検出された場合に、前記第１の測定点の電圧の振幅、位相及び周波数と、前記バッテリにおける電圧の振幅、位相及び周波数とを同期させるステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。 The monitoring control unit measuring the voltage and current in the battery;
When the monitoring control unit detects the voltage at the first measurement point after a power failure, the amplitude, phase and frequency of the voltage at the first measurement point, and the amplitude, phase and frequency of the voltage at the battery, The step of synchronizing
10. The method of claim 9, further comprising: 前記監視制御部が、前記バッテリからパルス信号を出力して、前記第１の測定点において電圧が検出されるか否かを判断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。   11. The method according to claim 9, further comprising a step in which the monitoring control unit outputs a pulse signal from the battery and determines whether or not a voltage is detected at the first measurement point. the method of. 前記監視制御部が、前記第３の測定点の電流が前記遮断器の定格電流よりも低い値に設定された所定の上限閾値を超えた場合、前記バッテリから前記負荷に電流を供給するように前記バッテリを制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の方法。   When the current at the third measurement point exceeds a predetermined upper limit threshold set to a value lower than the rated current of the circuit breaker, the monitoring control unit supplies current from the battery to the load. 12. A method according to any one of claims 9 to 11, further comprising the step of controlling the battery. 前記監視制御部は、前記第２の測定点の電圧が所定の下限閾値以下になった場合であって、前記第１の測定点の電圧が検出されない場合、停電が発生したことを判断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の方法。   The monitoring control unit determines that a power failure has occurred when the voltage at the second measurement point is equal to or lower than a predetermined lower threshold and the voltage at the first measurement point is not detected. The method according to claim 9, further comprising: 前記監視制御部は、前記停電が発生したことを判断したことに応答して、前記バッテリが前記負荷に電圧を供給するように前記バッテリを制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。   14. The method of claim 13, further comprising: controlling the battery so that the battery supplies a voltage to the load in response to determining that the power failure has occurred. The method described in 1. 前記監視制御部は、前記第２の測定点の電圧が所定の下限閾値以下になった場合であって、前記第１の測定点の電圧が検出された場合、前記遮断器がオフになったことを判断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載の方法。   The monitoring control unit is when the voltage at the second measurement point is equal to or lower than a predetermined lower threshold, and when the voltage at the first measurement point is detected, the circuit breaker is turned off. 15. A method according to any one of claims 9 to 14, further comprising the step of determining this.
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