JP2017085781A - 電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの利便性の向上を図ることができる電力供給システムを得る。【解決手段】系統電源２００と太陽光パワーコンディショナ３０１と定置蓄電ユニット３０３と電気自動車に搭載されるバッテリ３０２との少なくとも１つから供給される電力を交流電力に変換して出力すると共に、定置蓄電ユニット３０３およびバッテリ３０２の少なくとも一方への充電を行う電力変換部２と、バッテリ３０２の電源状態情報と定置蓄電ユニット３０３の電源状態情報により、バッテリ３０２への充電を優先して実施し、定置蓄電ユニット３０３からの放電を優先して実施するように電力変換部２を制御する制御部３と、を備える電力供給システム１００。【選択図】図１

Description

本発明は、外部電源から供給される電力を宅内負荷へ供給する電力供給システムに関する。

特許文献１に示す従来技術は、家庭内負荷への電力供給源または移動手段として利用可能な電気自動車に搭載されたバッテリと住宅用蓄電池の容量と太陽光発電の出力とに応じて家庭内負荷への電力供給の優先順位を、停電時対応も含めて決定する構成を採用している。

特開２００１−８３８０号公報

しかしながら、特許文献１には電気自動車に搭載されたバッテリの充電状態を示す値（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）を積極的に高い状態に維持させることにより、当該バッテリに蓄えられた電力を有効利用する構成については記載されていない。そのため特許文献１によれば、停電時または災害時の移動手段として電気自動車を利用する際、当該バッテリのＳＯＣが低いため電気自動車の充分な走行距離を確保できなくなりユーザの利便性を損なう虞があるという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザの利便性の向上を図ることができる電力供給システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電力供給システムは、系統と太陽光パワーコンディショナと定置蓄電ユニットと電気自動車に搭載されるバッテリとの少なくとも１つから供給される電力を交流電力に変換して出力すると共に、定置蓄電ユニットおよびバッテリの少なくとも一方への充電を行う電力変換部と、少なくともバッテリの電源状態を示す情報と定置蓄電ユニットの電源状態を示す情報により、定置蓄電ユニットおよびバッテリへの充電時にはバッテリへの充電を定置蓄電ユニットへの充電よりも優先して実施し、宅内負荷への電力供給時には定置蓄電ユニットからの放電をバッテリからの放電よりも優先して実施するように電力変換部を制御する制御部と、を備える。

本発明によれば、ユーザの利便性の向上を図ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る電力供給システムの構成図 本発明の実施の形態１に係る外部電源状態検出部と制御部の構成図 本発明の実施の形態１に係る制御部の構成図 本発明の実施の形態１に係る電力供給システムにおけるＥＶまたはＬｉＢへの充電動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態１に係る電力供給システムにおけるＥＶまたはＬｉＢの放電動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態２に係る電力供給システムにおけるＥＶまたはＬｉＢへの充電動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態２に係る電力供給システムにおけるＥＶまたはＬｉＢの放電動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態３に係る電力供給システムの構成図 本発明の実施の形態３に係る電力供給システムが有する充放電動作設定テーブルの一例を示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る電力供給システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る電力供給システムの構成図である。電力供給システム１００には外部電源が接続され、外部電源は系統電源２００と直流電源３００に分けられる。直流電源３００は、太陽光パワーコンディショナ３０１と、電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＥＶ）に搭載されるバッテリ３０２と、定置設置型のリチウムイオン蓄電池である定置蓄電ユニット３０３である。以下では、系統電源２００を単に「系統」と称し、太陽光パワーコンディショナ３０１を単に「ＰＶ」（ＰｈｏｔｏＶｏｌｔａｉｃ）と称し、バッテリ３０２を単に「ＥＶ」称し、定置蓄電ユニット３０３を単に「ＬｉＢ」（Ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ Ｂａｔｔｅｒｙ）と称する場合がある。

電力供給システム１００は、系統、ＰＶ、ＥＶおよびＬｉＢの各々の電源状態を検出する外部電源状態検出部１と、系統、ＰＶ、ＥＶおよびＬｉＢの少なくとも１つから供給される電力を交流電力に変換して出力すると共に、ＬｉＢおよびＥＶの少なくとも一方への充電を行う電力変換部２と、電力変換部２の動作を制御する制御部３と、系統と電力変換部２の少なくとも１つから供給される交流電力を整流して出力する整流部４と、整流部４から出力される電力により電力供給システム１００内の制御負荷６へ供給するための制御電源を生成する制御電源生成部５と、各種表示を行うと共にユーザによる設定操作を受け付ける設定手段である表示器７とを備える。

電力変換部２は、ＰＶから供給される直流電力を交流電力に変換して出力する第１の電力変換部２１と、ＥＶから供給される直流電力を交流電力に変換して出力する機能と交流電力を直流電力に変換してＥＶに出力する機能とを併せ持つ第２の電力変換部２２と、ＬｉＢから供給される直流電力を交流電力に変換して出力する機能と交流電力を直流電力に変換してＬｉＢに出力する機能とを併せ持つ第３の電力変換部２３とを備える。

第１の電力変換部２１は、ＰＶから供給される直流電力を宅内負荷８へ供給するとき、直流電力の電圧を昇圧または降圧し、昇圧または降圧した直流電力を５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電力に変換して出力する。宅内負荷８はＩＨクッキングヒータ、冷蔵庫、または照明といった家電機器である。

第２の電力変換部２２は、ＥＶから供給される直流電力を宅内負荷８へ供給するとき、直流電力の電圧を昇圧または降圧し、昇圧または降圧した直流電力を５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電力に変換して出力する。また第２の電力変換部２２は、ＥＶを充電するとき、系統、ＰＶまたはＬｉＢから供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を昇圧または降圧してＥＶへ出力する。

第３の電力変換部２３は、ＬｉＢから供給される直流電力を宅内負荷８へ供給するとき、直流電力の電圧を昇圧または降圧し、昇圧または降圧した直流電力を５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電力に変換して出力する。また、第３の電力変換部２３は、ＬｉＢを充電するとき、系統、ＰＶまたはＥＶから供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を昇圧または降圧してＬｉＢへ出力する。

ＰＶは、ユーザの意図により電力供給システム１００に接続されていても、天気により発電有りまたは発電無しの状態がある。ＬｉＢとＥＶは、それぞれが電力供給システム１００に接続されている状態、または電力供給システム１００に未接続の状態がある。

ＬｉＢが電力供給システム１００に接続されている状態とは、ユーザが別途設置したＬｉＢが電力供給システム１００と電気的に接続されている状態である。ＬｉＢが電力供給システム１００に未接続の状態とは、ユーザがＬｉＢを別途設置していない状態、またはユーザがＬｉＢを別途設置しているもののＬｉＢが電力供給システム１００と電気的に接続されていない状態である。

ＥＶが電力供給システム１００に接続されている状態とは、ＥＶが電力供給システム１００と電気的に接続されている状態である。ＥＶが電力供給システム１００と未接続の状態とは、ＥＶが移動手段として利用されている状態、またはＥＶが移動手段として利用されていないもののＥＶが電力供給システム１００と電気的に接続されていない状態である。

ＬｉＢが電力供給システム１００に接続されていないときの電力供給経路は以下の通りである。
１−（１）系統からＥＶおよび宅内負荷８の少なくとも１つへの電力供給経路。
１−（２）ＰＶから系統、ＥＶおよび宅内負荷８の少なくとも１つへの電力供給経路。
１−（３）ＥＶから宅内負荷８への電力供給経路。

なお、ＬｉＢが接続されていないとき、充放電対象の蓄電池はＥＶのみであるため、電力供給システム１００では、ＥＶへの満充電が最優先されると共にＥＶからの放電のみが実施される。

ＬｉＢが電力供給システム１００に接続されているときの電力供給経路は以下の通りである。
２−（１）系統からＥＶ、ＬｉＢおよび宅内負荷８の少なくとも１つへの電力供給経路。
２−（２）ＰＶから系統、ＥＶ、ＬｉＢおよび宅内負荷８の少なくとも１つへの電力供給経路。
２−（３）ＥＶから宅内負荷８への電力供給経路。
２−（４）ＬｉＢから宅内負荷８およびＥＶの少なくとも１つへの電力供給経路。

電力供給システム１００は、移動手段として利用可能なＥＶのＳＯＣの低下を抑制するため、ＬｉＢとＥＶが電力供給システム１００に接続されているときに、ＬｉＢまたはＥＶへの充電時には、ＬｉＢへの充電よりもＥＶへの充電を優先して実施し、ＥＶが満充電となった後、またはＥＶのＳＯＣが設定値以上に達した後に、ＬｉＢへの充電を開始する。但しＥＶが電力供給システム１００に接続されていないときには、電力供給システム１００は、最初にＬｉＢへの充電を開始する。

一方、ＬｉＢまたはＥＶからの放電は、系統とＰＶの双方から電力の供給がないときに適用される。なお、以下では、系統とＰＶの双方から電力の供給がない状態を「サバイバルモード」と称し、ＰＶから電力の供給はあるが系統から電力の供給がない状態を「停電時」と称し、系統から電力の供給がある状態を「非停電時」と称する。サバイバルモード時の電力供給システム１００は、宅内負荷８に対して、まずＬｉＢからの放電を開始し、ＬｉＢのＳＯＣが設定値以下に低下した後、ＥＶからの放電を開始する。但しＥＶが電力供給システム１００に接続されていないときには、電力源がなくなるために宅内負荷８への電力供給は終了となる。

このように、蓄電池への充電時にはＥＶへの充電を優先して実施し、蓄電池からの放電時にはＬｉＢからの放電を優先して実施することにより、移動手段となり得るＥＶのＳＯＣ低減を極力抑制することが可能であり、災害時の移動手段を確保することができ、安全と安心感を得られる。

なお非サバイバルモード時、すなわち系統とＰＶの少なくとも一方から電力の供給があるとき、ＬｉＢからの放電を行うことなく系統またはＰＶから宅内負荷８へ電力供給することはいうまでもないが、ユーザが、系統からの買電コストよりもＬｉＢの供給電力単価が安いと判断した場合、系統から宅内負荷８への電力供給よりもＬｉＢから宅内負荷８への電力供給を優先して行うように設定することも可能である。これらは表示器７への操作設定により実現される。

図２は本発明の実施の形態１に係る外部電源状態検出部と制御部の構成図である。外部電源状態検出部１は、系統の電源状態を検出する系統状態検出部１１と、ＰＶの電源状態を検出するＰＶ状態検出部１２と、ＥＶの電源状態を検出するＥＶ状態検出部１３と、ＬｉＢの電源状態を検出するＬｉＢ状態検出部１４とを備える。

系統状態検出部１１は系統電圧を計測する電圧計測手段で構成され、系統の電源状態を示す情報を出力する。ＰＶ状態検出部１２はＰＶの出力電圧を計測する電圧計測手段で構成され、ＰＶの電源状態を示す情報を出力する。ＥＶ状態検出部１３は、ＥＶの蓄電池電圧、すなわち蓄電池の両端電圧を計測する電圧計測手段で構成され、例えば満充電時の両端電圧４００Ｖから電圧降下後の電圧３６０Ｖを測定することによりＥＶのＳＯＣを推定し、ＥＶの電源状態を示す情報として出力する。ＬｉＢ状態検出部１４は、ＬｉＢの蓄電池電圧を計測する電圧計測手段で構成され、ＬｉＢの蓄電池電圧を計測することによりＬｉＢのＳＯＣを推定し、ＬｉＢの電源状態を示す情報として出力する。

制御部３は、系統状態検出部１１で検出された情報により、系統から電力供給が行われているか否かを判定する系統状態判定部３１と、ＰＶ状態検出部１２で検出された情報により、ＰＶから電力供給が行われているか否かを判定すると共にＰＶにおける発電量を判定するＰＶ状態判定部３２と、ＥＶ状態検出部１３で検出された情報により、電力供給システム１００にＥＶが接続されているか否かを判定すると共に、ＥＶのＳＯＣが設定値以上であるか否かを判定するＥＶ状態判定部３３と、ＬｉＢ状態検出部１４で検出された情報により、ＬｉＢのＳＯＣが設定値以上であるか否かを判定するＬｉＢ状態判定部３４と、第１の電力変換部２１における放電動作、第２の電力変換部２２における充放電動作、および第３の電力変換部２３における充放電動作を制御する充放電動作制御部３５と、を備える。

図３は本発明の実施の形態１に係る制御部の構成図である。制御部３は、情報入出力部３ａ、メモリ３ｂおよび演算部３ｃを含み、情報入出力部３ａ、メモリ３ｂおよび演算部３ｃはデータバス３ｄで接続されている。

情報入出力部３ａは、演算部３ｃが外部の機器類と情報をやり取りするためのインターフェース回路である。実施の形態１では、情報入出力部３ａに外部電源状態検出部１からの情報が入力され、また情報入出力部３ａは演算部３ｃで生成された各電力変換部の動作を制御するための信号を出力する。情報入出力部３ａに入力された情報は、前述した系統状態判定部３１、ＰＶ状態判定部３２、ＥＶ状態判定部３３および充放電動作制御部３５の演算に用いられる。

メモリ３ｂは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）またはＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はこれらの組合せである。

演算部３ｃは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）といったプロセッサである。メモリ３ｂに格納された演算部３ｃ用のプログラムが演算部３ｃで実行されることにより、前述した系統状態判定部３１、ＰＶ状態判定部３２、ＥＶ状態判定部３３および充放電動作制御部３５が実現される。

次に電力供給システム１００の動作を具体的に説明する。

図４は本発明の実施の形態１に係る電力供給システムにおけるＥＶまたはＬｉＢへの充電動作を示すフローチャートである。図４の動作では、系統からの電力供給が無く、ＬｉＢとＰＶが電力供給システム１００に接続されており、ＥＶは電力供給システム１００に接続されまたは未接続であることを前提とする。

系統電力無しの運転時にユーザにより外部電源への充電モードが選択されると（Ｓ１）、制御部３はＰＶ発電の有無を判定する。ＰＶ発電無しの場合（Ｓ２：Ｎ）、外部電源への充電モードは終了する。

ＰＶ発電有りの場合（Ｓ２：Ｙ）、制御部３はＥＶが接続されているか否かを判定し、ＥＶが接続されていない場合（Ｓ３：Ｎ）、ＬｉＢへ充電を開始するため第３の電力変換部２３を制御する（Ｓ４）。

一方、ＥＶが接続されている場合（Ｓ３：Ｙ）、制御部３はＥＶへの充電を開始するため第２の電力変換部２２を制御する（Ｓ５）。

ＥＶへの充電開始後、制御部３はＥＶのＳＯＣが設定値以上であるか否かを判定する。ＥＶのＳＯＣが設定値以上ではない場合（Ｓ６：Ｎ）、制御部３はＥＶのＳＯＣが設定値以上と判定するまでＳ６の判定を繰り返す。

ＥＶのＳＯＣが設定値以上である場合（Ｓ６：Ｙ）、制御部３はＬｉＢへ充電を開始するため第３の電力変換部２３を制御する（Ｓ４）。

図５は本発明の実施の形態１に係る電力供給システムにおけるＥＶまたはＬｉＢの放電動作を示すフローチャートである。図５の動作では、系統からの電力供給が無く、ＬｉＢとＰＶが電力供給システム１００に接続されており、ＥＶは電力供給システム１００に接続されまたは未接続であることを前提とする。

系統電力無しの運転時にユーザにより宅内負荷８への電力供給モードが選択されると（Ｓ１１）、制御部３はＰＶ発電の有無を判定する。ＰＶ発電無しの場合（Ｓ１２：Ｎ）、制御部３はＬｉＢからの放電、すなわちＬｉＢからの電力供給を開始するため第３の電力変換部２３を制御する（Ｓ１３）。

ＰＶ発電有りの場合（Ｓ１２：Ｙ）、制御部３はＰＶからの電力供給を開始するため第１の電力変換部２１を制御する（Ｓ１４）。

制御部３はＰＶ発電が充分である否かを判定し、ＰＶ発電が充分な場合（Ｓ１５：Ｙ）、ＰＶ発電が充分ではないと判定するまでＳ１５の判定を繰り返し、ＰＶ発電が充分ではない場合（Ｓ１５：Ｎ）、ＬｉＢから電力供給を開始するため第３の電力変換部２３を制御する（Ｓ１３）。

Ｓ１３においてＬｉＢから電力供給開始後、制御部３はＬｉＢのＳＯＣが設定値以下であるか否かを判定し、ＬｉＢのＳＯＣが設定値以下ではない場合（Ｓ１６：Ｎ）、ＬｉＢのＳＯＣが設定値以下であると判定されるまでＳ１６の判定を繰り返す。

ＬｉＢのＳＯＣが設定値以下である場合（Ｓ１６：Ｙ）、制御部３はＥＶが接続されているか否かを判定する。ＥＶが接続されている場合（Ｓ１７：Ｙ）、制御部３はＥＶから放電を開始するため第２の電力変換部２２を制御する（Ｓ１８）。

ＥＶが接続されていない場合（Ｓ１７：Ｎ）、宅内負荷８への電力供給モードは終了する。

なお電力供給システム１００は、ＳＯＣ検出値を表示器７に表示させるように構成しても良い。ＳＯＣ検出値を表示することで、ユーザは蓄電池の状態を把握することが可能となる。また充電電流の流れと放電電流の流れを表示器７に表示させても良く、どこからどこへ充電と放電がなされているかを表示させてもよい。

以上のように、実施の形態１に係る電力供給システム１００は、系統またはＰＶから供給される電力による充電動作ではＥＶを優先とし、宅内負荷８への放電動作ではＬｉＢを優先とするシーケンスを採ることにより、ＥＶのＳＯＣを高い状態に維持することが可能となり、災害時または停電時にＥＶを移動手段として利用する際、ＥＶの充分な走行距離を確保でき、ユーザの利便性を向上させる共に、ユーザに安心感を与えることができる。

実施の形態２．
実施の形態１はＥＶへの充電を優先して実施すると共にＬｉＢからの放電を優先して実施する構成であるが、実施の形態２はＬｉＢとＥＶの各々のＳＯＣを比較し、ＳＯＣの低い蓄電池への充電を優先して実施し、ＳＯＣの高い蓄電池からの放電を優先して行う。なお実施の形態２に係る電力供給システム１００の構成は実施の形態１で示した構成と同様とする。以下、図６を参照して実施の形態２の動作を説明する。

図６は本発明の実施の形態２に係る電力供給システムにおけるＥＶまたはＬｉＢへの充電動作を示すフローチャートである。図６の動作では、系統からの電力供給が無く、ＬｉＢとＰＶが電力供給システム１００に接続されており、ＥＶは電力供給システム１００に接続されまたは未接続であることを前提とする。

系統電力無しの運転時にユーザにより外部電源への充電モードが選択されると（Ｓ２１）、制御部３はＰＶ発電の有無を判定し、ＰＶ発電無しの場合（Ｓ２２：Ｎ）、外部電源への充電モードは終了する。

ＰＶ発電有りの場合（Ｓ２２：Ｙ）、制御部３はＥＶが接続されているか否かを判定し、ＥＶが接続されていない場合（Ｓ２３：Ｎ）、ＬｉＢへ充電を開始するため第３の電力変換部２３を制御する（Ｓ２４）。

ＥＶが接続されている場合（Ｓ２３：Ｙ）、制御部３はＥＶのＳＯＣとＬｉＢのＳＯＣを比較する。

ＥＶのＳＯＣがＬｉＢのＳＯＣよりも高い場合（Ｓ２５：Ｎ）、制御部３はＬｉＢへの充電を開始するため第３の電力変換部２３を制御する（Ｓ２６）。例えばＬｉＢの蓄電容量が１０ｋＷｈであり、そのＳＯＣが４０％、すなわち４ｋＷｈの容量が残存しており、ＥＶの蓄電容量が２４ｋＷｈであり、そのＳＯＣが６０％、すなわち１４．４ｋＷｈの容量が残存しているとき、ＳＯＣの低いＬｉＢから充電が開始される。

ＬｉＢへの充電開始後、制御部３はＬｉＢのＳＯＣが設定値以上であるか否かを判定する。ＬｉＢのＳＯＣが設定値以上ではない場合（Ｓ２７：Ｎ）、制御部３はＬｉＢのＳＯＣが設定値以上と判定するまでＳ２７の判定を繰り返し、ＬｉＢのＳＯＣが設定値以上である場合（Ｓ２７：Ｙ）、ＥＶへ充電を開始するため第２の電力変換部２２を制御する（Ｓ２８）。設定値が９０％に設定されているとき、ＬｉＢのＳＯＣが９０％に達するとＥＶへの充電動作が開始される。ＥＶへの充電動作はＳＯＣが１００％となるまでとしてもよいし、ＬｉＢと同様にＥＶのＳＯＣが９０％に達した時点で、ＬｉＢとＥＶのＳＯＣ値が近似となるように同時に充電を行ってもよい。

Ｓ２５においてＥＶのＳＯＣがＬｉＢのＳＯＣよりも低い場合（Ｓ２５：Ｙ）、制御部３はＥＶへの充電を開始するため第２の電力変換部２２を制御する（Ｓ２９）。

ＥＶへの充電開始後、制御部３はＥＶのＳＯＣが設定値以上であるか否かを判定し、ＥＶのＳＯＣが設定値以上ではない場合（Ｓ３０：Ｎ）、ＥＶのＳＯＣが設定値以上と判定するまでＳ３０の判定を繰り返し、ＥＶのＳＯＣが設定値以上である場合（Ｓ３０：Ｙ）、ＬｉＢへ充電を開始するため第３の電力変換部２３を制御する（Ｓ３１）。

図７は本発明の実施の形態２に係る電力供給システムにおけるＥＶまたはＬｉＢの放電動作を示すフローチャートである。図７の動作では、系統からの電力供給が無く、ＬｉＢとＰＶが電力供給システム１００に接続されており、ＥＶは電力供給システム１００に接続されまたは未接続であることを前提とする。

系統電力無しの運転時にユーザにより宅内負荷８への電力供給モードが選択されると（Ｓ４１）、制御部３はＰＶ発電の有無を判定する。

ＰＶ発電有りの場合（Ｓ４２：Ｙ）、制御部３は第１の電力変換部２１を制御することによりＰＶから宅内負荷８への電力供給を行い（Ｓ４３）、ＰＶ発電が充分であるか否かを判定する。制御部３はＰＶ発電が充分ではないと判定するまでＳ４４の判定を繰り返し（Ｓ４４：Ｙ）、ＰＶ発電が充分ではないと判定した場合（Ｓ４４：Ｎ）、Ｓ４５の処理を行う。

Ｓ４２においてＰＶ発電無しの場合（Ｓ４２：Ｎ）、制御部３はＥＶが接続されているか否かを判定する。

ＥＶが接続されていない場合（Ｓ４５：Ｎ）、制御部３はＬｉＢから放電を開始するため第３の電力変換部２３を制御する（Ｓ４６）。

ＥＶが接続されている場合（Ｓ４５：Ｙ）、制御部３はＥＶのＳＯＣとＬｉＢのＳＯＣを比較する。

ＥＶのＳＯＣがＬｉＢのＳＯＣよりも高い場合（Ｓ４７：Ｎ）、制御部３はＥＶから放電を開始するため第２の電力変換部２２を制御する（Ｓ４８）。例えばＬｉＢの蓄電容量が１０ｋＷｈであり、そのＳＯＣが５５％、すなわち５．５ｋＷｈの容量が残存しており、ＥＶの蓄電容量が２４ｋＷｈであり、そのＳＯＣが７０％、すなわち１６．８ｋＷｈの容量が残存しているとき、ＳＯＣの高いＥＶから放電が開始される。

ＥＶから放電開始後、制御部３はＥＶのＳＯＣが設定値以下であるか否かを判定し、ＥＶのＳＯＣが設定値以下ではない場合（Ｓ４９：Ｎ）、ＥＶのＳＯＣが設定値以下であると判定されるまでＳ４９の判定を繰り返す。

ＥＶのＳＯＣが設定値以下の場合（Ｓ４９：Ｙ）、制御部３はＬｉＢから放電を開始するため第３の電力変換部２３を制御する（Ｓ５０）。設定値が５０％に設定されているとき、ＥＶのＳＯＣが５０％まで低下するとＬｉＢからの放電動作が開始される。ＬｉＢからの放電動作はＳＯＣが５０％まで低下した後にＳＯＣ０％に向けて継続放電するようにしてもよいし、ＬｉＢとＥＶのＳＯＣ値が近似となるように同時に宅内負荷８への放電を行ってもよい。

Ｓ４７においてＥＶのＳＯＣがＬｉＢのＳＯＣよりも低い場合（Ｓ４７：Ｙ）、制御部３はＬｉＢから放電を開始するため第３の電力変換部２３を制御する（Ｓ５１）。

ＬｉＢから放電開始後、制御部３はＬｉＢのＳＯＣが設定値以下であるか否かを判定し、ＬｉＢのＳＯＣが設定値以下ではない場合（Ｓ５２：Ｎ）、ＬｉＢのＳＯＣが設定値以下であると判定されるまでＳ５２の判定を繰り返す。

ＬｉＢのＳＯＣが設定値以下である場合（Ｓ５２：Ｙ）、制御部３はＥＶから放電を開始するため第２の電力変換部２２を制御する（Ｓ５３）。

以上のように実施の形態２に係る電力供給システム１００は、ＬｉＢとＥＶのＳＯＣ状態に応じて充電と宅内負荷８への放電の優先順位を決めるようにしたので、ＥＶとＬｉＢの各々のＳＯＣをバランスよく保持することが可能となる。従って、ＥＶとＬｉＢの蓄電容量を均等に保持することができ、サバイバルモード時または宅内負荷８への放電が必要なとき、ＬｉＢに蓄えられる電力量が多いためＥＶが移動手段として利用中のときにもＬｉＢから宅内負荷８に電力供給する際の効率が良く、またＥＶを移動手段として利用する際にユーザに安心感を与えることができる電力供給システム１００の使い勝手が向上する。

実施の形態３．
図８は本発明の実施の形態３に係る電力供給システムの構成図である。実施の形態３に係る電力供給システム１００Ａでは実施の形態１の制御部３の代わりに制御部３Ａが用いられている。実施の形態２はＬｉＢとＥＶの各々のＳＯＣの設定値を予め決めておき、ＥＶとＬｉＢの充放電の優先順位を決定していたが、実施の形態３は、ＳＯＣの設定値、またはＥＶとＬｉＢの充放電の優先順位をユーザが手動で任意に設定でき、設定されたＳＯＣ設定値または充放電の優先順位で充放電動作を制御するように構成されている。

表示器７は設定画面にて「ＥＶ充電優先」、「ＬｉＢ充電優先」、「ＥＶ放電優先」、および「ＬｉＢ放電優先」といった設定を任意に行うことができ、さらにＥＶとＬｉＢのそれぞれの充電上限のＳＯＣ値と放電下限のＳＯＣ値とを任意に設定可能に構成されている。具体的な例としては充電時の設定内容は「ＥＶのＳＯＣが８０％に達するまでＥＶ充電を優先」、「ＬｉＢのＳＯＣが６０％に達するまでＬｉＢ充電を優先」であり、放電時の設定内容は「ＥＶのＳＯＣが４０％に低下するまでＥＶ放電を優先」「ＬｉＢのＳＯＣが２０％に低下するまでＬｉＢ放電を優先」である。

図９は本発明の実施の形態３に係る電力供給システムが有する充放電動作設定テーブルの一例を示す図である。図９に示す充放電動作設定テーブル７ａは例えば表示器７内の記憶部に格納されており、充放電動作設定テーブル７ａには、「ＥＶ充電優先」、「ＬｉＢ充電優先」、「ＥＶ放電優先」、および「ＬｉＢ放電優先」といった設定内容とＳＯＣの設定値とが対応付けられている。

例えばＰＶで発電された電力で蓄電池の充電を行う際、ユーザが「ＬｉＢ充電優先、ＳＯＣ９０％」と設定すると、表示器７の処理部では充放電動作設定テーブル７ａを参照し、ユーザの設定に対応した設定情報を制御部３Ａへ出力する。制御部３Ａは、表示器７からの設定情報により、ＬｉＢのＳＯＣが９０％に達するまで優先的にＬｉＢへの充電動作を行うように電力変換部を制御し、ＬｉＢのＳＯＣが設定値に到達後、引き続きＥＶへの充電動作を行うように電力変換部を制御する。

またサバイバルモード時にＥＶとＬｉＢの放電により宅内負荷８へ電力供給を行う際、ユーザが「ＥＶ放電優先、ＳＯＣ２０％」と設定すると、表示器７の処理部では充放電動作設定テーブル７ａを参照し、ユーザの設定に対応した設定情報を制御部３Ａへ出力する。制御部３Ａは、表示器７からの設定情報により、ＥＶのＳＯＣが２０％に低下するまで優先的にＥＶの放電動作を行うように電力変換部を制御し、ＥＶのＳＯＣが２０％まで低下した後、引き続きＬｉＢからの放電を開始するように電力変換部を制御する。

なお非停電時は、ユーザによる「充電」の任意設定は無効としてもよい。非停電時は系統からの電力の供給が継続しているため優先度を付けても意味がないためである。停電時の「充電」は上記仕様を採る。

以上のように実施の形態３に係る電力供給システム１００Ａは、ＥＶまたはＬｉＢへの充電優先順と、ＥＶまたはＬｉＢの放電優先順と、ＳＯＣの設定値とを設定可能な設定手段である表示器７を備え、制御部３Ａは、表示器７からの設定情報に従いＥＶまたはＬｉＢへの充電を行い、ＥＶまたはＬｉＢの放電を行うように電力変換部を制御する。この構成により、ユーザが表示器７上で任意にＬｉＢとＥＶに対する充放電動作の優先順位を設定することができ、停電時またはサバイバルモードといった災害時に、移動手段であるＥＶの走行距離を長くすべきであるが、ＥＶが移動手段として利用されているときにも宅内負荷８への電力供給量を増やすべきかをユーザが判断できる。すなわちユーザはＥＶとＬｉＢの充電重要度を自分の考えに応じて設定することが可能となり、電力供給システム１００Ａの使い勝手が向上する。

実施の形態４．
実施の形態３はＳＯＣの設定値、またはＥＶとＬｉＢの充放電の優先順位を、ユーザが手動で任意に設定できるように構成されているが、実施の形態４はＥＶとＬｉＢのそれぞれのＳＯＣが常時近い値となるようにＥＶとＬｉＢとのバランスをとりながら充電または放電させるように構成されている。実施の形態４の構成は実施の形態３で示した構成と同様とする。

外部電源への充電モードにおいてＬｉＢのＳＯＣがＥＶのＳＯＣよりも高いとき、ＥＶへの充電開始後、ＥＶのＳＯＣがＬｉＢのＳＯＣと等しくなると、制御部３は電力変換部を制御し、ＥＶとＬｉＢとのバランスをとりながら充電動作を行う。

また、宅内負荷８への電力供給モードにおいてＥＶのＳＯＣがＬｉＢのＳＯＣよりも高いとき、ＥＶからの放電開始後、ＥＶのＳＯＣがＬｉＢのＳＯＣと等しくなると、制御部３は電力変換部を制御し、ＥＶとＬｉＢとのバランスをとりながら放電動作を行う。

この動作により、ＥＶとＬｉＢの各々のＳＯＣをバランスよく保持することができ、サバイバルモード時に宅内負荷８への放電が必要なときにおいてもＥＶとＬｉＢのそれぞれの蓄電容量を均等に保持することができる。そのためＥＶを移動手段として使用するユーザに安心感を与えることができる。またＥＶが移動手段として利用中であってもＬｉＢから宅内負荷８に電力供給する際の効率が良いため、電力供給システム１００の使い勝手が向上する。

なお実施の形態１から４の電力供給システムは、ＥＶ状態検出部１３によりＥＶの接続の有無またはＥＶのＳＯＣを検出しているが、ＥＶ状態検出部１３の代わりに、ＥＶから送信されるＥＶ状態情報をＥＶの状態を示す情報として受信し、この情報によりＥＶの接続の有無またはＥＶのＳＯＣを検出するように構成してもよい。ＥＶから送信されるＥＶ状態情報を用いることにより、ＥＶ状態検出部１３が不要となり、システムの小型化と低コスト化を図ることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 外部電源状態検出部、２ 電力変換部、３，３Ａ 制御部、３ａ 情報入出力部、３ｂ メモリ、３ｃ 演算部、３ｄ データバス、４ 整流部、５ 制御電源生成部、６ 制御負荷、７ 表示器、７ａ 充放電動作設定テーブル、８ 宅内負荷、１１ 系統状態検出部、１２ ＰＶ状態検出部、１３ ＥＶ状態検出部、１４ ＬｉＢ状態検出部、２１ 第１の電力変換部、２２ 第２の電力変換部、２３ 第３の電力変換部、３１ 系統状態判定部、３２ ＰＶ状態判定部、３３ ＥＶ状態判定部、３４ ＬｉＢ状態判定部、３５ 充放電動作制御部、１００，１００Ａ 電力供給システム、２００ 系統電源、３００ 直流電源、３０１ 太陽光パワーコンディショナ、３０２ バッテリ、３０３ 定置蓄電ユニット。

Claims (6)

1. 太陽光パワーコンディショナと定置蓄電ユニットと電気自動車に搭載されるバッテリとの少なくとも１つから供給される電力を交流電力に変換して出力すると共に、前記定置蓄電ユニットおよび前記バッテリの少なくとも一方への充電を行う電力変換部と、
   少なくとも前記バッテリの電源状態を示す情報と前記定置蓄電ユニットの電源状態を示す情報により、前記定置蓄電ユニットおよび前記バッテリへの充電時には前記バッテリへの充電を前記定置蓄電ユニットへの充電よりも優先して実施し、宅内負荷への電力供給時には前記定置蓄電ユニットからの放電を前記バッテリからの放電よりも優先して実施するように前記電力変換部を制御する制御部と、
   を備える電力供給システム。
2. 前記制御部は、前記バッテリおよび前記定置蓄電ユニットへ充電する充電モード時に、前記太陽光パワーコンディショナからの電力供給があるとき、前記バッテリへの充電を前記定置蓄電ユニットへの充電よりも優先して実施し、充電中の前記バッテリの充電状態を示す値が設定値以上となったとき、前記定置蓄電ユニットへの充電を実施するように前記電力変換部を制御する請求項１に記載の電力供給システム。
3. 前記制御部は、前記バッテリまたは前記定置蓄電ユニットから前記宅内負荷へ電力を供給する電力供給モード時に、前記太陽光パワーコンディショナからの電力供給がないとき、前記定置蓄電ユニットの放電を前記バッテリの放電よりも優先して実施し、放電中の前記定置蓄電ユニットの充電状態を示す値が設定値以下となったとき、前記バッテリの放電を実施するように前記電力変換部を制御する請求項１に記載の電力供給システム。
4. 前記制御部は、前記バッテリおよび前記定置蓄電ユニットへ充電する充電モード時に、前記太陽光パワーコンディショナからの電力供給があり、かつ、前記バッテリの充電状態を示す値が前記定置蓄電ユニットの充電状態を示す値よりも低いとき、前記バッテリへの充電を前記定置蓄電ユニットへの充電よりも優先して実施し、充電中の前記バッテリの充電状態を示す値が設定値以上となったとき、前記定置蓄電ユニットへの充電を実施するように前記電力変換部を制御する請求項１に記載の電力供給システム。
5. 前記制御部は、前記バッテリまたは前記定置蓄電ユニットから前記宅内負荷へ電力を供給する電力供給モード時に、前記太陽光パワーコンディショナからの電力供給がなく、かつ、前記定置蓄電ユニットの充電状態を示す値が前記バッテリの充電状態を示す値よりも高いとき、前記定置蓄電ユニットの放電を前記バッテリの放電よりも優先して実施し、放電中の前記定置蓄電ユニットの充電状態を示す値が設定値以下となったとき、前記バッテリの放電を実施するように前記電力変換部を制御する請求項１に記載の電力供給システム。
6. 前記バッテリまたは前記定置蓄電ユニットへの充電優先順と、前記バッテリまたは前記定置蓄電ユニットの放電優先順と、充電状態を示す値の設定値とを設定可能な設定手段を備え、
   前記制御部は、前記設定手段で設定された設定情報に従い、前記バッテリまたは前記定置蓄電ユニットへの充電を実施し、前記バッテリまたは前記定置蓄電ユニットの放電を実施するように前記電力変換部を制御する請求項２から請求項５の何れか一項に記載の電力供給システム。

Images