JP2016111784A - 蓄電池制御装置、蓄電システム及び蓄電池の充電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池を系統からの電力により充電することも発電システムからの電力により充電することも可能なシステムを安価に構築できる蓄電制御装置を提供する。【解決手段】蓄電池制御装置１０は、蓄電池２１を系統からの電力により充電する期間中、ＣＴ４５ｂを発電システム２０の電流センサ接続部３４に接続し、蓄電池２１を発電システム３０からの電力を利用して充電する期間中、ＣＴ４５ａを電流センサ接続部３４に接続するための切替制御部１４及び切替器１５を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電池制御装置と、蓄電システムと、蓄電池の充電方法とに関する。

系統（商用電力系統）と負荷とを接続する電力線（以下、主幹電力線と表記する）に接続して使用する発電システム、（燃料電池システム（特許文献１〜３参照）、太陽光発電システム、ガスエンジン発電システム等）が開発されている。また、主幹電力線に接続して使用する蓄電システムも開発されている。

特開２００４−３６２７７８号公報 特開２００３−２２９１５４号公報 特許第４５５２８６５号公報 特表２００７−５１１８９１号公報

上記したように、主幹電力線に接続できる発電システム及び蓄電システムが開発されているため、発電システム及び蓄電システムを同じ主幹電力線に接続することによって、発電能力及び蓄電能力を有するシステムを構築することが考えられる。

ここで、買電料金が発電コストより高い時間帯と安い時間帯があることを考慮すると、発電システムと蓄電システムとを組み合わせたシステムには、蓄電システム内の蓄電池を、系統からの電力により充電することも発電システムからの電力により充電することも可能であることが望まれる。発電システムと蓄電システムとを統合的に制御する制御装置を設ければ、蓄電システム内の蓄電池を、系統からの電力により充電することも発電システムからの電力により充電することも可能なシステムを構築できる。しかし既に発電システムが設けられたシステムに蓄電システムを後発的に取り付ける際に、発電システムと蓄電システムとを統合的に制御する制御装置を設けたのでは、システムの構築にかかる費用が上昇してしまうことになる。

そこで、本発明の課題は、既に発電システムが設けられたシステムに蓄電池を後発的に取り付ける際にも系統からの電力により充電することも発電システムからの電力により充電することも可能なシステムを安価に構築できる蓄電制御装置及び蓄電システムを提供することにある。

また、本発明の他の課題は、発電システムと蓄電システムとが同じ主幹電力線に接続されたシステム内の蓄電池の充電に使用する電力の供給源を状況に応じて切り替えられる蓄電池の充電方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の蓄電池制御装置は、系統と負荷とを接続する主幹電力線、前記主幹電力線の第１の分岐部から分岐した第１の電力線に接続された、逆潮流検出用電流検出器からの信号に基づき前記系統側への逆潮流が生じないように発電量を調整する機能を有する発電システム、前記主幹電力線の前記第１の分岐部よりも前記系統側に位置する第２の分岐部から分岐した第２の電力線に接続された蓄電池制御
装置、及び、前記蓄電池制御装置と接続された蓄電池を含む電力供給システムを構築するための蓄電池制御装置であって、前記第２の電力線を介して入力される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する機能と、前記蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して前記第２電力線を介して出力する機能とを有する電力変換部と、前記主幹電力線の前記第１の分岐部と前記第２の分岐部との間の部分に取り付けられた第１電流検出器、前記主幹電力線の前記第２の分岐部よりも前記系統側の部分に取り付けられた第２電流検出器のいずれかを、前記逆潮流検出用電流検出器を接続するために前記発電システムに設けられている電流検出器接続部に択一的に接続する切替器と、前記系統からの電力により前記蓄電池を充電する第１期間中、前記第１電流検出器が前記電流検出器接続部に接続されるように前記切替器を制御し、前記発電システムからの電力を利用して前記蓄電池を充電する第２期間中、前記第２電流検出器が前記電流検出器接続部に接続されるように前記切替器を制御する切替器制御部とを、備える。

すなわち、本発明の第１の態様の蓄電池制御装置を用いて構築される電力供給システムの第１電流検出器は、主幹電力線の第１の分岐部と第２の分岐部との間の部分に取り付けられている。尚、本発明において、電流検出器とは、主幹電力線が単相交流用の電力線である場合には、１つの電流センサ（通常、ＣＴ（Current Transformer））のことであり
、主幹電力線が三相交流用の電力線である場合には、２つ（又は３つ）の電流センサのことである。

従って、系統からの電力により蓄電池を充電する第１期間中、第１電流検出器が発電システムの電流検出器接続部に接続されるように切替器が制御されれば、第１の電流検出器よりも系統側である主幹電力線の第２の分岐部に、発電システムからの電力が供給されなくなる。そして、蓄電池は、蓄電制御装置及び第２の電力線を介して第２の分岐部に接続されているのであるから、第１期間中、蓄電池は、系統からの電力により充電されることになる。

また、第２電流検出器（１つ〜３つの電流センサ）は、主幹電力線の第２の分岐部よりも系統側の部分に取り付けられている。従って、発電システムからの電力を利用して蓄電池を充電する第２期間中、第２電流検出器が発電システムの電流検出器接続部に接続されるように切替器が制御されれば、第２電流検出器よりも負荷側である主幹電力線の第２の分岐部にも、発電システムからの電力が供給され得る状態となる。そのため、第２期間中に、発電システムから十分な量の電力が得られる場合（“発電システムの発電電力−負荷≧充電のために蓄電地に供給される電力”が成立する場合）には、蓄電池が、発電システムからの電力のみにより充電されることになる。また、発電システムから十分な量の電力が得られない場合には、不足分の電力を系統から補充する形で蓄電池が充電されることになる。

このように、本発明の第１の態様の蓄電池制御装置によれば、蓄電池を、系統からの電力により充電することも発電システムからの電力により充電することも出来る電力供給システムを構築できる。また、本発明の第１の態様の蓄電池制御装置は、通常の蓄電池制御装置に、切替器と切替器制御部とを追加すれば実現（製造）できる構成を有している。従って、本発明の第１の態様の蓄電池制御装置は、装置自体が安価に製造できる分、上記のような機能を有する電力供給システムを安価に実現できる装置となっていると言うことが出来る。

また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様の蓄電池制御装置は、系統と負荷とを接続する主幹電力線であり、発電システム用分岐部から分岐した電力線を介して、逆潮流検出用電流検出器からの信号に基づき前記系統側への逆潮流が生じないように発電量を調整する機能を有する発電システムが接続され、当該発電システムの前記逆潮流検出
用電流検出器が前記発電システム用分岐部よりも系統側の逆潮流検出位置に取り付けられた主幹電力線と、蓄電池とに接続される蓄電池制御装置であって、交流用端子部を備え、前記交流用端子部を介して入力される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する機能と、前記蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して前記交流用端子部を介して出力する機能とを有する電力変換部と、前記逆潮流検出位置よりも前記系統側に位置する前記主幹電力線の第１接続部と、前記逆潮流検出位置と前記発電システム用分岐部との間に位置する前記主幹電力線の第２接続部とのそれぞれに電力線を介して接続され、前記第１接続部に接続された電力線及び前記第２接続部に接続された電力線のいずれかを前記電力変換部の前記交流用端子部に択一的に接続する切替器と、前記系統からの電力により前記蓄電池を充電する第１期間中、前記第１接続部に接続された電力線が前記交流用端子部に接続されるように前記切替器を制御し、前記発電システムからの電力を利用して前記蓄電池を充電する第２期間中、前記第２接続部に接続された電力線が前記交流用端子部に接続されるように前記切替器を制御する切替器制御部とを、備える。

すなわち、本発明の第２の態様の蓄電池制御装置は、電力変換部の交流用端子部が、系統からの電力により蓄電池を充電する第１期間中は、主幹電力線の第１接続部と接続される構成を有している。主幹電力線の第１接続部は、逆潮流検出位置（逆潮流検出用電流検出器（逆潮流検出用の１つ又は２つの電流センサ）の取り付け位置）よりも系統側に位置している。そのため、電力変換部の交流用端子部が第１接続部と接続されている状態では、蓄電池の充放電制御を行う電力変換部に発電システムからの電力が供給されない。そして、その結果として、蓄電池が、系統からの電力により充電されることになる。

また、本発明の第２の態様の蓄電池制御装置では、発電システムからの電力を利用して蓄電池を充電する第２期間中、電力変換部の交流用端子部が、主幹電力線の第２接続部と接続される。主幹電力線の第２接続部は、逆潮流検出位置（逆潮流検出用電流検出器の取り付け位置）と、発電システム用分岐部（発電システムが電力線を介して接続されている主幹電力線の部分）との間に位置している。そのため、電力変換部の交流用端子部が第２接続部と接続されている場合、電力変換部に発電システムからの電力が供給され得る。従って、第２期間中に、発電システムから十分な量の電力が得られる場合には、蓄電池が、発電システムからの電力のみにより充電されることになる。また、発電システムから十分な量の電力が得られない場合には、不足分の電力を系統から補充する形で蓄電池が充電されることになる。

このように、本発明の第２の態様の蓄電池制御装置によっても、蓄電池を、系統からの電力により充電することも発電システムからの電力により充電することも出来る電力供給システムを構築できる。また、本発明の第２の態様の蓄電池制御装置は、通常の蓄電池制御装置に、切替器と切替器制御部とを追加すれば実現（製造）できる構成を有している。従って、本発明の第２の態様の蓄電池制御装置は、装置自体が安価に製造できる分、上記のような機能を有する電力供給システムを安価に実現できる装置となっていると言うことが出来る。

本発明の各態様の蓄電池制御装置における第１期間、第２期間は、電気料金および負荷（１つ以上の電力使用機器）による電力の使用パターンや、蓄電池の充電率等に基づき定められるようにしておけば良い。例えば、第１期間を、予め設定されている時間帯（例えば、電気料金が安い時間帯）内の、前記切替器制御部が前記蓄電池の充電率が既定率より小さいことを検知している時間帯とし、第２期間を、当該時間帯を除く時間帯内の、前記切替器制御部が前記蓄電池の充電率が既定率より小さいことを検知している時間帯としておいても良い。

また、本発明の蓄電システムは、上記した本発明の蓄電池制御装置と当該蓄電池制御装
置により制御される蓄電池とを含む。従って、本発明の蓄電システムを用いても、蓄電池を系統からの電力により充電することも発電システムからの電力により充電することも可能なシステムを安価に構築することが出来る。

また、本発明の一観点による蓄電池の充電方法は、系統と負荷とを接続する主幹電力線と、前記主幹電力線の第１の分岐部から分岐した第１の電力線に接続された、逆潮流検出用電流検出器からの信号に基づき前記系統側への逆潮流が生じないように発電量を調整する機能を有する発電システムと、前記主幹電力線の前記第１の分岐部よりも前記系統側に位置する第２の分岐部から分岐した第２の電力線と蓄電池とに接続された蓄電池制御装置と、前記主幹電力線の前記第１の分岐部と前記第２の分岐部との間の部分に取り付けられた第１電流検出器、前記主幹電力線の前記第２の分岐部よりも前記系統側の部分に取り付けられた第２電流検出器のいずれかを、前記逆潮流検出用電流検出器を接続するために前記発電システムに設けられている電流検出器接続部に択一的に接続する切替器とを含む電力供給システムにおける蓄電池の充電方法であって、前記系統からの電力により前記蓄電池を充電する第１期間中、前記第１電流検出器が前記電流検出器接続部に接続されるように前記切替器を制御するステップと、前記発電システムからの電力を利用して前記蓄電池を充電する第２期間中、前記第２電流検出器が前記電流検出器接続部に接続されるように前記切替器を制御するステップとを含む。

また、本発明の他の観点による蓄電池の充電方法は、系統と負荷とを接続する主幹電力線と、前記主幹電力線の発電システム用分岐部から分岐した電力線に接続された、逆潮流検出用電流検出器からの信号に基づき前記系統側への逆潮流が生じないように発電量を調整する機能を有する発電システムと、前記主幹電力線の前記発電システム用分岐部よりも系統側の逆潮流検出位置に取り付けられた前記発電システムの前記逆潮流検出用電流検出器と、前記逆潮流検出位置よりも前記系統側に位置する前記主幹電力線の第１接続部と、前記逆潮流検出位置と前記発電システム用分岐部との間に位置する前記主幹電力線の第２接続部とのそれぞれに電力線を介して接続され、前記第１接続部に接続された電力線及び前記第２接続部に接続された電力線のいずれかを前記蓄電池装置の交流入出力部に択一的に接続する切替器と含む電力供給システムにおける蓄電池の充電方法であって、前記系統からの電力により前記蓄電池を充電する第１期間中、前記第１接続部に接続された電力線が前記交流用端子部に接続されるように前記切替器を制御するステップと、前記発電システムからの電力を利用して前記蓄電池を充電する第２期間中、前記第２接続部に接続された電力線が前記交流用端子部に接続されるように前記切替器を制御するステップとを含む。

従って、本発明の各蓄電池の充電方法によれば、発電システムと蓄電システムとが同じ主幹電力線に接続されたシステム内の蓄電池の充電に使用する電力の供給源を状況に応じて切り替えることが出来る。

本発明の蓄電池制御装置、蓄電システムによれば、蓄電池を系統からの電力により充電することも発電システムからの電力により充電することも可能なシステムを安価に構築することができる。また、本発明の蓄電池の充電方法によれば、発電システムと蓄電システムとが同じ主幹電力線に接続されたシステム内の蓄電池の充電に使用する電力の供給源を状況に応じて切り替えることが出来る。

図１は、第１実施形態に係る蓄電池制御装置が用いられた電力供給システム（第１電力供給システム）の概略構成図である。 図２は、第１実施形態に係る蓄電池制御装置のＳＯＣ取得部、充放電制御部及び切替制御部の実現例の説明図である。 図３は、第１実施形態に係る蓄電池制御装置の切替制御部が実行する切替器制御処理の流れ図である。 図４Ａは、第１電力供給システムが取り得る状態の説明図である。 図４Ｂは、図４Ａに示した状態での充電時における電力の流れを説明するための図である。 図５Ａは、第１電力供給システムが取り得る状態の説明図である。 図５Ｂは、図５Ａに示した状態での充電時における電力の流れを説明するための図である。 図６は、第２実施形態に係る蓄電池制御装置が用いられた電力供給システム（第２電力供給システム）の概略構成図である。 図７Ａは、第２電力供給システムが取り得る状態の説明図である。 図７Ｂは、第２電力供給システムが取り得る状態の説明図である。 図８は、第２実施形態に係る蓄電池制御装置の切替制御部が実行する切替器制御処理の流れ図である。

《第１実施形態》
図１に、本発明の第１実施形態に係る蓄電池制御装置１０を用いて構築された電力供給システムの構成を示す。

この電力供給システムは、系統（商用電力系統）に逆潮流させることなく、負荷（１つ以上の電力使用機器）に交流電力を供給するシステムである。図示してあるように、電力供給システムは、系統と負荷とを接続する主幹電力線４０に、蓄電システム２０と発電システム３０とを接続した構成を有している。尚、本電力供給システムは、主幹電力線４０が２線（電圧線と接地線）で構成されている、単相交流用のシステムである。

発電システム３０は、固体高分子形燃料電池等の燃料電池３１に、電力変換部３２、システム制御部３３等を組み合せた、既存の（蓄電池制御装置１０と組み合わせるための変更／改良が施されていない）燃料電池システムである。

電力変換部３２は、燃料電池３１からの直流電力を交流電力に変換するユニット（回路）である。図示してあるように、発電システム３０の電力変換部３２は、主幹電力線４０の分岐部５２から分岐した電力線４２を介して主幹電力線４０と接続されている。

システム制御部３３は、燃料電池システム３０（電力変換部３２）から、適切な量の電力が出力されるように、燃料電池３１及び電力変換部３２を制御するユニットである。尚、システム制御部３３が実際に制御するのは、燃料電池３１自体ではなく、図示を省略してある、燃料電池３１への燃料・空気供給系である。

システム制御部３３は、逆潮流防止機能を有している。ここで、逆潮流防止機能とは、主幹電力線４０に取り付けられた逆潮流検知用ＣＴ（Current Transformer）からの信号
に基づき、逆潮流（系統側への電力の流れ）が生じないように、燃料電池システム３０の出力を制限する機能のことである。

発電システム３０には、逆潮流検知用ＣＴを接続するための電流センサ接続部３４が設けられている。ただし、本電力供給システムの構成要素として使用されている発電システム３０の電流センサ接続部３４には、ＣＴが直接的に接続されるのではなく、蓄電制御装置１０内の切替器１５を介して、２つのＣＴ４５ａ、４５ｂのいずれかが接続される（詳細は後述）。

蓄電システム２０は、本実施形態に係る蓄電池制御装置１０に、蓄電池２１及びＢＭＵ（Battery Management Unit）２２を接続したシステムである。

蓄電池２１は、複数の電池セル（例えば、リチウムイオン電池セル）を含む比較的に大容量の蓄電池である。ＢＭＵ２２は、そのような構成を有する蓄電池２１内の各電池セルの状態を監視、制御するユニットである。ＢＭＵ２２は、ＳＯＣ（State of Charge；以
下、充電レベルとも表記する)を出力する機能を有している。

蓄電池制御装置１０は、電力変換部１１、ＳＯＣ取得部１２、充放電制御部１３、切替制御部１４、切替器１５及び操作パネル１６を備えた装置である。

ＳＯＣ取得部１２は、ＢＭＵ２２から定期的にＳＯＣを取得して充放電制御部１３及び切替制御部１４に取得したＳＯＣを通知するユニットである。

電力変換部１１は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータと双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとを主要構成要素とした、交流と直流との間の電力変換を行うユニットである。この電力変換部１１は、直流電力を入出力するための直流用端子部１１ａと、交流電力を入出力するための交流用端子部１１ｂとを有しており、電力変換部１１の直流用端子部１１ａは 蓄電池２１と接続されている。また、電力変換部１１の交流用端子部１１ｂは 分岐部５２よりも系統側に位置する分岐部５１から分岐した電力線４１を介して主幹電力線４０と接続されている。

操作パネル１６は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、複数の押しボタンスイッチ等から構成されたユニットである。本実施形態に係る蓄電池制御装置１０には、この操作パネル１６を利用して、蓄電池２１の充電を開始する充電レベル（以下、充電開始レベルと表記する）、蓄電池２１の充電を終了する充電レベル（以下、充電停止レベルと表記する）、系統優先時間帯等が設定される。尚、系統優先時間帯とは、切替器１５の制御時（詳細は後述）に参照される時間帯のことである。系統優先時間帯としては、通常、買電料金が発電コストより安い時間帯が設定される。

充放電制御部１３は、ＳＯＣ取得部１２から通知されるＳＯＣ（充電レベル）や、主幹電力線４０の分岐部５１よりも系統側の部分に取り付けられたＣＴ４４からの信号に基づき、電力変換部１１を制御するユニットである。この充放電制御部１３による制御内容は、既存の蓄電池制御装置（蓄電池用のパワーコンディショナ）内に設けられている制御ユニットによる制御内容と同様のものである。そのため、詳細説明は省略するが、充放電制御部１３は、ＳＯＣやＣＴ４４からの信号に基づき、蓄電池２１の充電が必要であるか否かや、蓄電池２１の放電を行う必要があるか否かを判断する。

そして、充放電制御部１３は、判断結果に基づき、主幹電力線４０側からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池２１に供給するように電力変換部１１を制御する処理や、蓄電池２１からの直流電力を交流電力に変換して出力するように電力変換部１１を制御する処理を行う。また、充放電制御部１３は、出力される電力量が増大／減少するように、電力変換部１１を制御する処理や、調整する処理蓄電池２１・主幹電力線４０間が切り離されるように（蓄電池２１と主幹電力線４０との間で電力が授受されないように）、電力変換部１１を制御する処理も行う。

尚、充放電制御部１３が行う“蓄電池２１の充電が必要であるか否かの判断”は、基本的には、ＳＯＣ≦充電開始レベルが成立する場合に、蓄電池２１の充電が必要であるとし、ＳＯＣ≧充電停止レベル（＞充電開始レベル）が成立する場合に、蓄電池２１の充電が
不要であるとするものである。

切替制御部１４及び切替器１５は、発電システム３０に余剰電力がある場合であっても蓄電池２１を系統からの電力により充電できるようにするために、蓄電池制御装置１０内に設けられているユニットである。

具体的には、切替器１５は、切替制御部１４からの制御信号によって、その状態（いずれの入力を出力するか）を制御できる２入力・１出力の切替器（セレクタ）である。この切替器１５の出力端子は、発電システム３０（システム制御部３３）の電流センサ接続部３４と信号線により接続される。また、切替器１５の第１入力端子（図１における上側の入力端子）には、主幹電力線４０の分岐部５１及びＣＴ４４の取り付け位置よりも系統側の部分に取り付けられたＣＴ４５ａからの信号線が接続される。切替器１５の第２入力端子には、主幹電力線４０の分岐部５１と分岐部５２との間の部分に取り付けられたＣＴ４５ｂからの信号線が接続される。

切替制御部１４は、発電システム３０に余剰電力がある場合であっても蓄電池２１を系統からの電力により充電できるように切替器１５を制御するユニット（詳細は後述）である。

ＳＯＣ取得部１２、充放電制御部１３及び切替制御部１４は、例えば、図２に示したような構成を有するユニットとして実現される。すなわち、ＳＯＣ取得部１２、充放電制御部１３及び切替制御部１４は、例えば、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラム（ファームウェア）等を記憶したＲＯＭ、作業領域として使用されるＲＡＭ、各部へのインタフェース回路及びＳＯＣ取得部１２として機能するＩ／Ｏ (Input and Output)を備えたユニ
ットとして実現される。ただし、ＳＯＣ取得部１２、充放電制御部１３及び切替制御部１４を、１つのＣＰＵを備えたユニットとして実現しておく必要がある訳ではない。従って、切替制御部１４として機能する、ＣＰＵを備えたユニットと、充放電制御部１３として機能する、ＣＰＵを備えたユニットとを、別に設けておいても良い。

以下、切替制御部１４の切替器１５に対する制御内容を説明する。

図３に、切替制御部１４が実行する切替器制御処理の流れ図を示す。尚、この流れ図及び以下の説明において、電流センサＡとは、ＣＴ４５ａのことであり、電流センサＢとは、ＣＴ４５ｂのことである。

切替制御部１４は、蓄電池制御装置１０の電源スイッチが投入されたときに、この切替器制御処理を開始し、まず、電流センサＢ（ＣＴ４５ｂ）が、発電システム３０の電流センサ接続部３４に接続されるように切替器１５を制御する（ステップＳ１００）。尚、切替器１５が、特に制御が行われていない場合に、第２入力端子（ＣＴ４５ｂが接続さｒている入力端子）と出力端子とが接続されている状態を取っているものである場合、このステップＳ１００の処理は省略することが出来る。

ステップＳ１００の処理を終えた切替制御部１４は、蓄電池２１の充電が必要になるのを監視している状態（ステップＳ１０１の判断を繰り返している状態）となる。ステップＳ１０１にて切替制御部１４が行う判断は、充放電制御部１３が行う蓄電池２１の充電が必要であるか否かの判断と同じものである。

そして、切替制御部１４は、蓄電池２１の充電が必要になった場合（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）には、現在時刻が、設定されている系統優先時間帯内の時刻であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

現在時刻が系統優先時間帯内の時刻であった場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、切替制御部１４は、電流センサＢ（ＣＴ４５ｂ）が、発電システム３０の電流センサ接続部３４に接続されるように切替器１５を制御する（ステップＳ１０３）。また、現在時刻が系統優先時間帯内の時刻ではなかった場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、切換制御部１４は、電流センサＡ（ＣＴ４５ａ）が、発電システム３０の電流センサ接続部３４に接続されるように切替器１５を制御する（ステップＳ１０４）。尚、ステップＳ１０３の処理は、電流センサＢが既に電流センサ接続部３４に接続されていた場合、切替器１５の状態が変わらない処理である。同様に、ステップＳ１０４の処理も、電流センサＡが既に電流センサ接続部３４に接続されていた場合、切替器１５の状態が変わらない処理である。

ステップＳ１０３又はＳ１０４の処理を終えた切替制御部１４は、ＳＯＣ取得部１２から通知されるＳＯＣに基づき、蓄電池２１の充電が完了したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。そして、切替制御部１４は、蓄電池２１の充電が完了していなかった場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）には、ステップＳ１０２に戻って、再び、現在時刻が、系統優先時間帯内の時刻であるか否かを判断する。

上記のような処理を繰り返しているうちに、蓄電池２１の充電が完了した場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、切替制御部１４は、電流センサＢが、発電システム３０の電流センサ接続部３４に接続されるように切替器１５を制御する（ステップＳ１０６）。このステップＳ１０６の処理も、ステップＳ１０４の処理と同様に、電流センサＢが既に電流センサ接続部３４に接続されていた場合、切替器１５の状態が変わらない処理である。

そして、ステップＳ１０６の処理を終えた切替制御部１４は、ステップＳ１０１に戻って、再び、蓄電池２１の充電が必要になるのを待機する。

以下、切替器制御処理（図３）の内容をさらに具体的に説明する。

上記した処理手順から明らかなように、切替器制御処理は、蓄電池２１の充電が必要であり、系統優先時間帯を除いた時間帯にのみ、電流センサＡ（ＣＴ４５ａ）を電流センサ接続部３４に接続し、それ以外の時間帯は、電流センサＢ（ＣＴ４５ｂ）を電流センサ接続部３４に接続する処理である。

電流センサＡ（ＣＴ４５ａ）が切替器１５を介して電流センサ接続部３４に接続されると、図４Ａに示した状態が形成される。この状態では、電流センサＡ（ＣＴ４５ａ）の取り付け位置で逆潮流が生じないように、発電システム２０から出力される電力が制御（調整）される。また、蓄電池２１の充電が開始されると、蓄電池２１は、負荷（電力使用機器）として機能する。従って、電流センサＡ（ＣＴ４５ａ）が電流センサ接続部３４に接続されており、且つ、発電システム２０の最大発電電力よりも電力を出力している状態で、蓄電池２１の充電が開始された場合、発電システム２０の出力電力が増加されて、図４Ｂに模式的に示したように、発電システム２０からの電力により蓄電池２１の充電が行われることになる。尚、この場合における充電には、必要である場合、系統からの電力も使用される。

一方、電流センサＢ（ＣＴ４５ｂ）が切替器１５を介して電流センサ接続部３４に接続されると、図５Ａに示した状態が形成される。この状態では、発電システム２０の出力電力は、電流センサＢ（ＣＴ４５ｂ）の取り付け位置で逆潮流が生じないように制御される。従って、蓄電池２１の充電が開始されても、発電システム２０側から蓄電システム２０に電力は供給されず、その結果として、図５Ｂに模式的に示したように、系統からの電力により蓄電池２１が充電されることになる。

以上、説明したように、本実施形態に係る蓄電池制御装置１０を発電システム２０等と組み合わせた電力供給システムは、蓄電池２１を、系統からの電力により充電することも発電システム２０からの電力により充電することも出来るものとなる。そして、本実施形態に係る蓄電池制御装置１０は、切替器１５と、その制御機能（切替制御部１４）とを既存の蓄電池制御装置に追加するだけで製造できるものである。従って、本実施形態に蓄電池制御装置１０によれば、系統からの電力により充電することも発電システム２０からの電力により充電することも出来る電力供給システムを、発電システムと蓄電システムとを統合的に制御する制御装置を設ける場合よりも安価に実現することが出来る。また、本実施形態に蓄電池制御装置１０によれば、既存の発電システム２０をそのまま使用して、蓄電能力及び上記機能を有する電力供給システムを実現できることにもなる。

《第２実施形態》
図６に、本発明の第２実施形態に係る蓄電池制御装置１０を用いて構築された電力供給システムの構成を示す。

以下、この図６を用いて、第１実施形態に係る蓄電池制御装置１０と異なる点を中心に、本実施形態に係る蓄電池制御装置１０の構成、動作を説明する。尚、以下では、説明の便宜上、第１実施形態に係る蓄電池制御装置１０が用いられた電力供給システム（図１）のことを、第１電力供給システムと表記し、本実施形態に係る蓄電池制御装置１０が用いられた電力供給システム（図６）のことを、第２電力供給システムと表記する。

第２電力供給システム内の発電システム３０は、第１電力供給システム内の発電システム３０と同じものである。ただし、図示してあるように、第２電力供給システム内の発電システム３０の電流センサ接続部３４には、主幹電力線４０の分岐部５２（発電システム３０へ電力線４２の分岐箇所）よりも系統側の位置に取り付けられた逆潮流検知用のＣＴ４５が直結されている。

第２実施形態に係る蓄電池制御装置１０は、ほぼ、第１実施形態に係る蓄電池制御装置１０の切替器１５を、切替器１６に置き換えた装置である。

切替器１６は、切替器１５と同様に、切替制御部１４からの制御信号によって、その状態（いずれの入力を出力するか）を制御できる２入力・１出力の切替器（セレクタ）である。ただし、切替器１６は、電流センサ接続部３４に接続するＣＴを切り換えるためのものではなく、電力変換部１１の交流用端子部１１ｂの主幹電力線４０への接続箇所を切り替えるための回路となっている。

具体的には、図示してあるように、切替器１６の出力端子は、電力変換部１１の交流用端子部１１ｂと接続されている。また、切替器１６の第１入力端子（図６における上側の入力端子）は、ＣＴ４４の取り付け位置よりも系統側に位置する分岐部５１ａに接続されている。そして、切替器１６の第２入力端子は、ＣＴ４５の取り付け位置と分岐部５２の間に位置する分岐部５１ｂに接続されている。

要するに、第２実施形態に係る蓄電池制御装置１０が用いて構築される第２電力供給システムは、切替器１６を制御することにより、図７Ａに示した状態と、図７Ｂに示した状態とを取り得るものとなる。

図７Ａに示した状態は、図５Ａに示した状態と同じものであり、図７Ｂに示した状態は、図６Ａに示した状態と同じものである。そして、第２実施形態に係る蓄電池制御装置１０内の切替制御部１４は、蓄電池制御装置１０の電源スイッチが投入されると、図８に示
した手順の切替器制御処理を開始するように構成（プログラミング）されている。

この切替器制御処理（図８）のステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０５の処理は、それぞれ、第１実施形態に係る蓄電池制御装置１０内の切替制御部１４が行う切替器制御処理（図３）のステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０５の処理と同じ処理である。そして、他の各ステップの処理は、切替器制御処理（図３）の対応するステップの処理と本質的には同じ処理（制御対象が切替器１５ではなく切替器１６である点と、制御される経路が信号経路ではなく電力経路である点のみが異なる処理）となっている。そのため、この切替器制御処理の詳細説明は省略するが、図８において、分岐部Ａ、分岐部Ｂとは、それぞれ、分岐部５１ａ、分岐部５２ｂのことである。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る蓄電池制御装置１０を発電システム３０等と組み合わせた電力供給システム（図６）も、蓄電池２１を、系統からの電力により充電することも発電システム２０からの電力により充電することも可能なものとなる。そして、本実施形態に係る蓄電池制御装置１０も、既存の蓄電池制御装置に僅かな変更を施せば製造できる装置である。従って、本実施形態に蓄電池制御装置１０を用いても、第１実施形態に蓄電池制御装置１０を用いた場合と同様に、系統からの電力により充電することも発電システム２０からの電力により充電することも可能な電力供給システムを安価に実現することが出来る。

《変形形態》
上記した各実施形態に係る蓄電池制御装置１０は、各種の変形を行えるものである。例えば、蓄電池制御装置１０は、単相交流用の装置であったが、蓄電池制御装置１０を、三相交流用の発電システム２０と組み合わせて使用される、三相交流用の装置に変形することが出来る。尚、三相交流用の主幹電力線を流れる電流を測定するためには、２つのＣＴが必要とされる。従って、第１実施形態に係る蓄電池制御装置１０の三相交流用の装置への変形時には、電力変換部１１等を三相交流用のものに替えると共に、切替器１５を、Ｒ相用のＣＴの切り替えとＳ相用のＣＴの切り替えとを同時に行えるものに替えれば良い。当然、逆潮流の有無をより正確に検知できるようにするために、切替器１５を、３つのＣＴ（Ｒ相用ＣＴ、Ｓ相用ＣＴ、Ｓ相用ＣＴ）の切り替えを同時に行えるものに替えても良い。

また、切替器制御処理（図３、図８）の内容が、上記したものと同一である必要はない。例えば、図３の切替器制御処理のステップＳ１０６の処理を、電流センサＡ（ＣＴ４５ａ）が電流センサ接続部３４に接続されるように切替器１５を制御する処理にしておいても良い。同様に、図８の切替器制御処理のステップＳ２０６の処理を、分岐部Ａ（分岐部５１ａ）が交流端子部１１ａに接続されるように切替器１６を制御する処理にしておいても良い。さらに、ステップＳ１０６、Ｓ２０６の処理を、現在時刻等に基づき、切替器（１５、１６）に対する制御内容を決定して切替器を制御する処理にしておいても良い。

また、上記した切替器制御処理のステップＳ１０１、Ｓ２０１の処理は、ＳＯＣと充電開始／停止レベルとを比較するものであったが、切替器制御処理を、充放電制御部１３から蓄電池２１の充電が必要であるか否かの判断結果を得て、当該判断結果に従ってステップＳ１０１、Ｓ２０１の分岐が行われる処理に変形しても良い。

さらに、上記技術に基づき、切替制御部１４と切替器１５又は１６とからなる部分に相当する機能を有する、独立した切替装置を、実現（製造）しても良い。尚、そのような切替装置を実現する際には、ＳＯＣを蓄電池制御装置から得てステップＳ１０１又はＳ２０１の判断を行うようにしておいても、蓄電池の充電が必要であるか否かを示す情報（信号）を蓄電池制御装置から得てステップＳ１０１又はＳ２０１の判断を行うようにしておい
ても良い。

また、各実施形態に係る蓄電池制御装置１０と組み合わせる発電システム３０が、逆潮流防止機能を有するシステムであれば、燃料電池システム以外の発電システム（ガスエンジン発電システム、太陽光発電システム等）であっても良いことなどは、当然のことである。

１０ 蓄電池制御装置
１１ 電力変換装置
１１ａ 直流用端子部
１１ｂ 交流用端子部
１２ ＳＯＣ取得部
１３ 充放電制御部
１４ 切替制御部
１５ 切替器
１６ 操作パネル
２０ 蓄電システム
２１ 蓄電池
２２ ＢＭＵ
３０ 発電システム
３１ 燃料電池
３２ 電力変換部
３３ システム制御部
３４ 電流センサ接続部
４０ 主幹電力線
４１、４２ 電力線
４４、４５、４５ａ，４５ｂ ＣＴ
５１、５１ａ、５１ｂ、５２、５２ｂ 分岐部

Claims (6)

1. 系統と負荷とを接続する主幹電力線、前記主幹電力線の第１の分岐部から分岐した第１の電力線に接続された、逆潮流検出用電流検出器からの信号に基づき前記系統側への逆潮流が生じないように発電量を調整する機能を有する発電システム、前記主幹電力線の前記第１の分岐部よりも前記系統側に位置する第２の分岐部から分岐した第２の電力線に接続された蓄電池制御装置、及び、前記蓄電池制御装置と接続された蓄電池を含む電力供給システムを構築するための蓄電池制御装置において、
   前記第２の電力線を介して入力される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する機能と、前記蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して前記第２電力線を介して出力する機能とを有する電力変換部と、
   前記主幹電力線の前記第１の分岐部と前記第２の分岐部との間の部分に取り付けられた第１電流検出器、前記主幹電力線の前記第２の分岐部よりも前記系統側の部分に取り付けられた第２電流検出器のいずれかを、前記逆潮流検出用電流検出器を接続するために前記発電システムに設けられている電流検出器接続部に択一的に接続する切替器と、
   前記系統からの電力により前記蓄電池を充電する第１期間中、前記第１電流検出器が前記電流検出器接続部に接続されるように前記切替器を制御し、前記発電システムからの電力を利用して前記蓄電池を充電する第２期間中、前記第２電流検出器が前記電流検出器接続部に接続されるように前記切替器を制御する切替器制御部と、
   を備えることを特徴とする蓄電池制御装置。
2. 系統と負荷とを接続する主幹電力線であって、発電システム用分岐部から分岐した電力線を介して、逆潮流検出用電流検出器からの信号に基づき前記系統側への逆潮流が生じないように発電量を調整する機能を有する発電システムが接続され、当該発電システムの前記逆潮流検出用電流検出器が前記発電システム用分岐部よりも系統側の逆潮流検出位置に取り付けられた主幹電力線と、蓄電池とに接続される蓄電池制御装置において、
   交流用端子部を備え、前記交流用端子部を介して入力される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する機能と、前記蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して前記交流用端子部を介して出力する機能とを有する電力変換部と、
   前記逆潮流検出位置よりも前記系統側に位置する前記主幹電力線の第１接続部と、前記逆潮流検出位置と前記発電システム用分岐部との間に位置する前記主幹電力線の第２接続部とのそれぞれに電力線を介して接続され、前記第１接続部に接続された電力線及び前記第２接続部に接続された電力線のいずれかを前記電力変換部の前記交流用端子部に択一的に接続する切替器と、
   前記系統からの電力により前記蓄電池を充電する第１期間中、前記第１接続部に接続された電力線が前記交流用端子部に接続されるように前記切替器を制御し、前記発電システムからの電力を利用して前記蓄電池を充電する第２期間中、前記第２接続部に接続された電力線が前記交流用端子部に接続されるように前記切替器を制御する切替器制御部と、
   を備えることを特徴とする蓄電池制御装置。
3. 前記第１期間が、予め設定されている時間帯内の、前記切替器制御部が前記蓄電池の充電率が既定率より小さいことを検知している時間帯である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電池制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の蓄電池制御装置と、当該蓄電池制御装置により制御される蓄電池とを含む
   ことを特徴とする蓄電システム。
5. 系統と負荷とを接続する主幹電力線と、前記主幹電力線の第１の分岐部から分岐した第１の電力線に接続された、逆潮流検出用電流検出器からの信号に基づき前記系統側への逆
   潮流が生じないように発電量を調整する機能を有する発電システムと、前記主幹電力線の前記第１の分岐部よりも前記系統側に位置する第２の分岐部から分岐した第２の電力線と蓄電池とに接続された蓄電池制御装置と、前記主幹電力線の前記第１の分岐部と前記第２の分岐部との間の部分に取り付けられた第１電流検出器、前記主幹電力線の前記第２の分岐部よりも前記系統側の部分に取り付けられた第２電流検出器のいずれかを、前記逆潮流検出用電流検出器を接続するために前記発電システムに設けられている電流検出器接続部に択一的に接続する切替器とを含む電力供給システムにおける蓄電池の充電方法であって、
   前記系統からの電力により前記蓄電池を充電する第１期間中、前記第１電流検出器が前記電流検出器接続部に接続されるように前記切替器を制御するステップと、
   前記発電システムからの電力を利用して前記蓄電池を充電する第２期間中、前記第２電流検出器が前記電流検出器接続部に接続されるように前記切替器を制御するステップと
   を含むことを特徴とする蓄電池の充電方法。
6. 系統と負荷とを接続する主幹電力線と、前記主幹電力線の発電システム用分岐部から分岐した電力線に接続された、逆潮流検出用電流検出器からの信号に基づき前記系統側への逆潮流が生じないように発電量を調整する機能を有する発電システムと、前記主幹電力線の前記発電システム用分岐部よりも系統側の逆潮流検出位置に取り付けられた前記発電システムの前記逆潮流検出用電流検出器と、前記逆潮流検出位置よりも前記系統側に位置する前記主幹電力線の第１接続部と、前記逆潮流検出位置と前記発電システム用分岐部との間に位置する前記主幹電力線の第２接続部とのそれぞれに電力線を介して接続され、前記第１接続部に接続された電力線及び前記第２接続部に接続された電力線のいずれかを前記蓄電池装置の交流入出力部に択一的に接続する切替器と含む電力供給システムにおける蓄電池の充電方法であって、
   前記系統からの電力により前記蓄電池を充電する第１期間中、前記第１接続部に接続された電力線が前記交流用端子部に接続されるように前記切替器を制御するステップと、
   前記発電システムからの電力を利用して前記蓄電池を充電する第２期間中、前記第２接続部に接続された電力線が前記交流用端子部に接続されるように前記切替器を制御するステップと、
   を含むことを特徴とする蓄電池の充電方法。