JP2016152647A - 蓄電池システム及び放電制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、負荷電力が瞬時に大幅に減少すると、応答の遅れもあって、蓄電池の電力が、規定に定められた許容範囲を超えて系統へ出力される場合がある。
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、買電に常時依存せず、負荷電力の急減に対して逆電力量を抑制する蓄電池システム及び放電制御方法を提供することを、目的とする。
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
この場合、負荷電力を直接的に検出することができる。
この場合、負荷電力を直接計測しなくても、演算により、負荷電力を求めることができる。直流電源として蓄電池の他に太陽光発電パネルも含まれる場合には、太陽光発電の発電電力も考慮して負荷電力を求めることができる。
この場合、直流電源が蓄電池のみの場合は逆電力が生じたことに基づいて放電制御を行うことができる。また、直流電源として蓄電池の他に太陽光発電パネルも含まれる場合は、逆電力が急増したことをもって、負荷電力が急減したことを検出することができる。
この場合、負荷電力の増大時には制御の応答が相対的に緩慢になり、負荷電力の減少時には制御の応答が相対的に俊敏になる。従って、負荷電力の増大時には増大後の目標電力を超えず(オーバーシュートさせず)、逆に、負荷電力の減少時には減少後の目標電力より低い電力まで放電電力を一旦低下させる(アンダーシュートさせる)ことができる。
この場合、逆電力の減少すなわち負荷電力の増大時には制御の応答が相対的に緩慢になり、逆電力の増大すなわち負荷電力の減少時には制御の応答が相対的に俊敏になる。従って、負荷電力の増大時には増大後の目標電力を超えず(オーバーシュートさせず)、逆に、負荷電力の減少時には減少後の目標電力より低い電力まで放電電力を一旦低下させる(アンダーシュートさせる)ことができる。
以下、実施形態の詳細について図面を参照して説明する。
図1は、需要家1に設置された、太陽光発電を併用する蓄電池システム2の単線接続図の一例である。電力変換装置としてのパワーコンディショナ3は、直流電路4及び5を介してそれぞれ、太陽光発電パネル6及び蓄電池7と接続されている。パワーコンディショナ3は、太陽光発電パネル6及び蓄電池7の双方に対応した2系統の電力変換回路を内蔵している。パワーコンディショナ3は、交流電路8を介して分電盤9と接続され、分電盤9はさらに、交流電路10を介して系統電源11と接続されている。分電盤9からは、交流電路12を介して家電機器等の負荷13が接続される。
(自給自足モード)
自給自足モードとは、系統電源11からの買電を最小限に抑え、できるだけ、太陽光発電と蓄電池放電とにより、必要な負荷電力を賄うことである。すなわち、負荷電力をLD、太陽光発電パネル6の発電電力をPV、蓄電池7の放電電力をBT、系統電源11からの買電電力をGRとすると、
LD−(PV+BT)=GR=0 ・・・(1)
となるよう、蓄電池放電電力BTを制御する。ここで、LD,PVは変動要素、GRは受動的変動要素、BTは制御因子である。
売電最大化モードとは、負荷電力を主として蓄電池7で賄い、太陽光発電パネル6の発電電力を、可能な限り多く売電に回すことである。すなわち、
PV+BT−LD=GR、かつ、PV=GR、LD=BT ・・・(2)
となるよう、放電電力BTを制御する。ここで、式(1)と違って、GRは売電が正、買電が負である。
次に、蓄電池7による逆電力防止の放電制御について説明する。
図3は、本実施形態の放電制御によって、負荷電力LDが急減した場合に蓄電池7の放電電力がどのように応答するかの一例を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は電力を、それぞれ表している。但し、説明の簡略化のため、太陽光発電の発電電力PVは0としている。図において、負荷電力LD(実線)が時刻T1において急減し、2kWから1kWに低下したとすると、放電電力BTの制御応答は少し遅れ、時刻T2から下がり始める。時刻T3には、目標電力(負荷電力)LDと放電電力BTとが互いに一致するが、放電電力BTは急減後の目標電力(ここでは1kW)より低い電力まで放電電力を一旦低下(アンダーシュート)させる。
また、偏差(LD−BT)が負の値(T1〜T3)のときは、PID制御のD(微分)を大きくして、正の値のとき(T3〜T4)は、PID制御のDを小さくすることもできる。
アンダーシュートの底(下向きピーク)は、時刻T1〜T3の偏差の積分値に応じて、これを相殺できるように変化させる。
すなわち、自給自足モードの場合には、前述の式(1)より、LD=PV+BTであるから、負荷電力LDのうち、蓄電池7の負担分である(LD−PV)に関して、例えば図3の実線で示すような変化が起きた場合に、点線で示すように放電電力BTを変化させればよい。
また、売電最大化モードの場合には、前述の式(2)によりLD=BTであるから、負荷電力LDの変化と放電電力BTの変化との関係については図3と同様であり、かつ、LDの変動に関わらずPV=GRとして太陽光発電パネル6の発電電力PVは売電される。
すなわち、自給自足モードの場合には、前述の式(1)より、LD=PV+BTであるから、負荷電力LDのうち、蓄電池7の負担分である(LD−PV)に関して、例えば図4の実線で示すような変化が起きた場合に、点線で示すように放電電力BTを変化させればよい。
また、売電最大化モードの場合には、前述の式(2)によりLD=BTであるから、負荷電力LDの変化と放電電力BTの変化との関係については図4と同様であり、かつ、LDの変動に関わらずPV=GRとして太陽光発電パネル6の発電電力PVは売電される。
以下、負荷電力の監視の仕方も含めたシステム構成のバリエーションについて説明する。
図5は、蓄電池システム2の第1例を示す単線接続図である。図において、電力変換装置としてのパワーコンディショナ3は、直流電路5を介して、蓄電池7と接続されている。パワーコンディショナ3は、交流電路8を介して分電盤9と接続され、分電盤9はさらに、交流電路10を介して系統電源11と接続されている。受電点Pは、例えば交流電路10上にある。分電盤9からは、交流電路12を介して家電機器等の負荷13が接続される。負荷電力を計測する負荷電力計測部14は、分電盤9に設けられている。負荷電力計測部14は、負荷電力を計測し、計測した負荷電力の情報をパワーコンディショナ3に送る。
なお、負荷電力の増大時には図4に示す要領で、放電電力が、増大後の目標電力を超えない(オーバーシュートさせない)ようにする。この点は、以下の第2〜5例でも同様である。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
2 蓄電池システム
3,3b,3p パワーコンディショナ
4,5 直流電路
6 太陽光発電パネル
7 蓄電池
8,8b,8p 交流電路
9 分電盤
10 交流電路
11 系統電源
12 交流電路
13 負荷
14 負荷電力計測部
15 受電点電力計測部
16 負荷電力演算部
Claims (7)
- 蓄電池と、
前記蓄電池に接続され、前記蓄電池の充放電電力を制御する電力変換装置と、
系統電源と前記電力変換装置とを繋ぐ電路に接続されている負荷と、を備える蓄電池システムであって、
前記電力変換装置は、前記負荷に対して前記蓄電池の放電により所定の放電電力を供給している状態から負荷電力が減少した場合、減少後に前記蓄電池から前記負荷に供給すべき目標電力より低い電力まで放電電力を一旦低下させ、その後、前記目標電力に一致させる放電制御を行う、蓄電池システム。 - 前記負荷電力を計測し、計測した負荷電力の情報を前記電力変換装置に提供する負荷電力計測部を有する請求項1に記載の蓄電池システム。
- 前記系統電源からの受電点での電力を計測する受電点電力計測部と、前記受電点電力計測部が計測した電力及び前記電力変換装置の出力に基づいて前記負荷電力を演算する負荷電力演算部と、を有する請求項1に記載の蓄電池システム。
- 前記系統電源からの受電点での電力を計測し、前記系統電源に対する逆電力の情報を取得して前記電力変換装置に提供する受電点電力計測部を有する請求項1に記載の蓄電池システム。
- 前記負荷電力が増大したときのPID制御の制御ゲインよりも、前記負荷電力が減少したときの制御ゲインを大きくする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の蓄電池システム。
- 前記逆電力が減少したときのPID制御の制御ゲインよりも、前記逆電力が増大したときの制御ゲインを大きくする請求項4に記載の蓄電池システム。
- 蓄電池と、前記蓄電池に接続され、前記蓄電池の充放電電力を制御する電力変換装置と、系統電源と前記電力変換装置とを繋ぐ電路に接続されている負荷と、を備える蓄電池システムにおいて実行される放電制御方法であって、
前記負荷に対して前記蓄電池の放電により所定の放電電力を供給している状態から負荷電力が減少した場合、減少後に前記蓄電池から前記負荷に供給すべき目標電力より低い電力まで放電電力を一旦低下させ、
その後、前記目標電力に一致させる放電制御を行う、
放電制御方法。
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JP2014073042A (ja) * | 2012-10-01 | 2014-04-21 | Sharp Corp | 制御装置、蓄電池電力変換装置、電力システム、及び電力システムの制御方法 |
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2015
- 2015-02-16 JP JP2015027584A patent/JP6372387B2/ja active Active
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