JP2016154421A - 電源システム - Google Patents
電源システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016154421A JP2016154421A JP2015032066A JP2015032066A JP2016154421A JP 2016154421 A JP2016154421 A JP 2016154421A JP 2015032066 A JP2015032066 A JP 2015032066A JP 2015032066 A JP2015032066 A JP 2015032066A JP 2016154421 A JP2016154421 A JP 2016154421A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- metal hydride
- inverter
- nickel metal
- hydride battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 92
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 88
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 claims description 100
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 claims description 85
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 35
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 11
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910000652 nickel hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
例えば、太陽光発電システムにおいては、太陽の光エネルギーは太陽光電池パネルによって直流電力に変換され、この直流電力がいわゆるパワーコンディショナによって交流電力に変換され、電力系統に接続され系統連系が行われる。
図1(1)において、太陽光電池4(PV)は、コンバータ3(DC/DC)を介してインバータ2(INV)に接続されていて、太陽光電池4の出力は交流電力に変換され電力系統1に接続されている。太陽光電池4の出力安定化対策として蓄電池5(Bat)がコンバータ3’(DC/DC)を介して上記とは異なるインバータ2’(INV)に接続されていて、交流電力に変換されて電力系統1に接続されている。太陽光電池は日照条件によりその出力が変動し、また、蓄電池は充電深度(SOC;State of Charge)によりその出力電圧が変動するので、これらの出力にコンバータ(DC/DC)を設けてインバータへの入力電圧を一定になるよう調節されている。
図1(2)において、太陽光電池4(PV)の出力は(1)と同様コンバータ3(DC/DC)が接続された後、インバータ2(INV)に接続されている。また、蓄電池5(Bat)がコンバータ3’(DC/DC)を介して上記と同じインバータ2(INV)に接続されていて、太陽光電池4と蓄電池5の出力が交流電力に変換されて電力系統1に接続されている。
この構成によれば、太陽光電池およびニッケル水素電池において、直流電圧調整のためのコンバータの設置が不要となり、システムの簡素化を図ることができる。ここに「直接接続されている」とは、コンバータ等の機器、設備および部品等を介在させずに接続されていることである。
この構成によれば、太陽光電池の出力である直流電力はインバータで交流電力に変換されて、電力系統に交流電力を供給する。また、ニッケル水素電池からの直流電力もインバータで交流電力に変換されて、電力系統に交流電力を供給可能となっている。更に、ニッケル水素電池は太陽光電池により充電可能となっている。
ここに、電力系統とは、電力を需要家の受電設備に供給するための、発電・変電・送電・配電を統合した電力の発送配電システムである
この構成によれば、ニッケル水素電池は太陽光電池の最大出力点において充電されることになるので、太陽光電池は高い効率で運転されることになる。特に、ニッケル水素電池の充電時の80〜20%SOCにおける電圧の変化範囲が、太陽光電池の100〜0%出力における最大出力点電圧の変化範囲内に収まるようになっていることがより好ましい。
この構成によれば、ニッケル水素電池の、例えば、80%SOCに対応する充電電圧と、前記太陽光電池の100%出力における最大出力点電圧を一致させれば、太陽光電池は高い効率で運転されることになる。一般に、前記太陽光電池の0〜100%における最大出力点電圧の変化範囲は、ニッケル水素電池の20〜80%SOCにおける充電電圧の変化範囲より広いので、太陽光電池は常に最大出力点で運転されることになる。
太陽光電池14はニッケル水素電池15と電圧変換器等の機器を介さずに直接接続されて、インバータ12に接続されている。太陽光電池14およびニッケル水素電池15の直流電力はインバータ12において交流電力に変換されて、電力系統11に交流電力が供給可能に構成されている。このような構成において、ニッケル水素電池15は、太陽光電池14からの電力により充電可能になっているとともに電力系統11の交流電力がインバータ12で直流電力に変換されることにより充電可能になっている。インバータ12は双方向特性を有している。図5(1)は、1台の太陽光電池14と1台のニッケル水素電池15とが1台のインバータ12に接続されている実施例である。図5(2)は、複数台の太陽光電池14と1台のニッケル水素電池15とが1台のインバータ12に接続されている実施例である。
いずれの実施例においても、太陽光電池14はその出口に逆流防止のダイオード13を有していて、ニッケル水素電池15からの電流の逆流を防止している。また、ニッケル水素電池15の出口には保安のための遮断器19が配置されている。
なお、図2および図6に示す特性はこれに限定されるものでなく、採用するニッケル水素電池および太陽光電池により、その特性は異なったものとなる。
例えば、簡単のため、100kWの太陽光電池の出力が0kWになったとき想定してみる。このとき出力変動率を3%/分以内に抑えるために必要となる電力量は、100x(100/3)x(1/60)÷2=27.8kWhとなる。この電力量を、ニッケル水素電池20〜100%SOCで賄うために必要となるニッケル水素電池の容量は27.8x(100/80)=34.7kWhとなる。この数値は、太陽光電池の出力に時間定数0.347(h)を乗じて得ることができる。時間定数としては、0.25〜0.5の範囲であることが望ましい。
太陽光電池24とインバータ22の間に切換えスイッチ26が配置されている。また、太陽光電池24とインバータ22の接続点には補助電池27の負極側が接続されていて、この補助電池27は別途用意した直流電源28によりフローティング充電されている。この直流電源28は、例えば、交流電源に接続された充電器(CHR)を有している。
補助電池27の陽極側は切換えスイッチ26の一方の端子(d)に接続されていて、太陽光電池24とニッケル水素電池25の接続点は切換えスイッチ26の他方の端子(c)に接続されている。切換えスイッチ26の中性端子(n)は、インバータ22に接続されている。
本実施例によれば、太陽光電池の出力が変動してもニッケル水素電池のそのときのSOCに相当する電圧は、MPP点の近傍にあるので、太陽光電池は高い効率で運転することができる。
2 インバータ
3 DC/DCコンバータ
4 太陽光電池
5 蓄電池
11 電力系統
12 インバータ
13 ダイオード
14 太陽光電池
15 ニッケル水素電池
19 遮断器
21 電力系統
22 インバータ
23 ダイオード
24 太陽光電池
25 ニッケル水素電池
26 切換えスイッチ
27 補助電池
28 直流電源
29 遮断器
30 電圧計
31 MPPT制御装置
Claims (10)
- 逆流防止ダイオードをその出口に有する太陽光電池と、ニッケル水素電池とが直接接続されたことを特徴とする電源システム
- 前記太陽光電池と前記ニッケル水素電池の接合点がインバータに接続されており、前記インバータが電力系統に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電源システム
- 前記ニッケル水素電池と複数の前記太陽光電池とが、電気的に並列に接続されて前記インバータに接続されていることを特徴とする請求項2に記載の電源システム
- 前記ニッケル水素電池の80〜20%SOCにおける電圧の変化範囲が、前記太陽光電池の100〜0%出力における最大出力点電圧の変化範囲内に収まるようになっている請求項2に記載の電源システム
- 前記ニッケル水素電池の75〜85%SOCに対応する電圧の変化範囲内に、前記太陽光電池の100%出力における最大出力点電圧が収まるようになっている請求項2に記載の電源システム
- 前記ニッケル水素電池の15〜25%SOCに対応する電圧の変化範囲内に、前記太陽光電池の0%出力に相当する最大出力点電圧が収まるようになっている請求項2に記載の電源システム
- 前記インバータの入力電圧が前記ニッケル水素電池の0〜100%SOCにおける電圧変化範囲になるように設計されていることを特徴とする請求項2に記載の電源システム
- 前記ニッケル水素電池の電池容量が、前記太陽光電池の出力に時間定数0.25〜0.5を乗じた範囲にあることを特徴とする請求項2に記載の電源システム
- 前記太陽光電池と前記インバータの間に切換えスイッチが配置されていて、前記太陽光電池と前記インバータの接続点には補助電池の負極側が接続されていて、前記補助電池の陽極側は前記切換えスイッチの一方の端子に接続され、前記太陽光電池と前記ニッケル水素電池の接続点は前記切換えスイッチの他方の端子に接続され、前記切換えスイッチの中性端子は前記インバータに接続されていて、前記切換えスイッチの中性端子は、前記ニッケル水素電池が放電時は前記切換えスイッチの一方の端子に接続され、前記ニッケル水素電池が充電時は前記切換えスイッチの他方の端子に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の電源システム
- 前記インバータにはMPPT制御装置が内蔵されていて、前記太陽光電池に取付けられた電圧計が前記MPPT制御装置に接続されていて、前記電圧計からの信号に基づき前記インバータの入力電流が調整されることを特徴とする請求項2に記載の電源システム
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015032066A JP6055968B2 (ja) | 2015-02-20 | 2015-02-20 | 電源システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015032066A JP6055968B2 (ja) | 2015-02-20 | 2015-02-20 | 電源システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016154421A true JP2016154421A (ja) | 2016-08-25 |
JP6055968B2 JP6055968B2 (ja) | 2017-01-11 |
Family
ID=56760607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015032066A Active JP6055968B2 (ja) | 2015-02-20 | 2015-02-20 | 電源システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6055968B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109038678A (zh) * | 2018-09-18 | 2018-12-18 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 基于大数据的园区分布式能源智能管控系统 |
JP7481706B2 (ja) | 2020-08-25 | 2024-05-13 | Eneos株式会社 | エネルギー供給システム、エネルギー供給システムの制御装置およびエネルギー供給システムの制御方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11185823A (ja) * | 1997-10-13 | 1999-07-09 | Toyota Motor Corp | 組電池の蓄電状態検出方法、検出装置、および組電池の充放電制御装置 |
JP2008048544A (ja) * | 2006-08-17 | 2008-02-28 | Sharp Corp | 太陽光発電システム |
-
2015
- 2015-02-20 JP JP2015032066A patent/JP6055968B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11185823A (ja) * | 1997-10-13 | 1999-07-09 | Toyota Motor Corp | 組電池の蓄電状態検出方法、検出装置、および組電池の充放電制御装置 |
JP2008048544A (ja) * | 2006-08-17 | 2008-02-28 | Sharp Corp | 太陽光発電システム |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109038678A (zh) * | 2018-09-18 | 2018-12-18 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 基于大数据的园区分布式能源智能管控系统 |
JP7481706B2 (ja) | 2020-08-25 | 2024-05-13 | Eneos株式会社 | エネルギー供給システム、エネルギー供給システムの制御装置およびエネルギー供給システムの制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6055968B2 (ja) | 2017-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101146670B1 (ko) | 에너지 관리 시스템 및 이의 제어 방법 | |
KR101084216B1 (ko) | 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법 | |
KR101156533B1 (ko) | 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법 | |
JP5327407B2 (ja) | 蓄電池システム及びその制御方法 | |
US9293917B2 (en) | Energy storage system | |
US8837182B2 (en) | Apparatus and method for tracking maximum power point and method of operating grid-tied power storage system using the same | |
US20110140520A1 (en) | Energy storage system and method of controlling the same | |
KR20110055389A (ko) | 전력 관리 시스템 및 이를 포함한 계통 연계형 전력 저장 시스템 | |
KR101426826B1 (ko) | 독립형(stand-alone) 마이크로그리드를 위한 가변 저항 방식의 드룹 제어 장치 및 방법 | |
JP2011239670A (ja) | バッテリと電力網との間で電気エネルギーを交換するための電力交換システム、バッテリと電力網との間で電気エネルギーを交換する方法、および、電力交換システムの適用 | |
Bao et al. | Battery charge and discharge control for energy management in EV and utility integration | |
JP2015195674A (ja) | 蓄電池集合体制御システム | |
JP2008099527A (ja) | 電力系統に接続された自家発電設備における蓄電池設備および蓄電池設備の運転方法 | |
Menniti et al. | A method to improve microgrid reliability by optimal sizing PV/Wind plants and storage systems | |
JP2015192566A (ja) | 電力システム及び直流送電方法 | |
KR20150090371A (ko) | 능동형 ess | |
KR20150106694A (ko) | 에너지 저장 시스템과 그의 구동방법 | |
JP2014131369A (ja) | 電力制御システム | |
KR20140071028A (ko) | 전력 변환 장치, 태양광발전 시스템 및 이의 제어 방법 | |
US8841877B2 (en) | Power supply system and method for controlling electrochemical cell charging | |
US11296537B2 (en) | Electrical energy supply unit and control therefor | |
JP6055968B2 (ja) | 電源システム | |
JP2019165552A (ja) | 集中管理装置 | |
US20210091563A1 (en) | Power supply system and power synthesis device | |
JP2016192883A (ja) | 蓄電制御システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20160606 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160616 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160722 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161014 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161021 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6055968 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |