JP2017175827A - 蓄電システム及び制御回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】系統2の停電時も電流センサCT2を用いた燃料発電装置30の制御を継続する。【解決手段】電力線上の第1ノードN1より負荷3側の第2ノードN2に燃料発電装置30が接続される。第1ノードN1と第2ノードの間に電流センサCT2が設置される。電流センサCT2により検出される電流値により燃料発電装置30が制御される。蓄電システム10において電流源14は、電力変換部12の自立端子に接続され、制御部13からの指示に応じた値の電流を出力する。第1スイッチS1は、第1ノードN1と電流センサCT2の間に挿入される。系統2の停電時において、第1スイッチS1の接続先が電流源14に切り替わり、電流センサCT2と第2ノードN2の間に挿入される第2スイッチS2の接続先が電力変換部12の自立端子に切り替わり、制御部13は、電流源14に、電流センサCT2に順方向の電流を流すよう指示する。【選択図】図2
Description
本発明は、燃料発電装置と連携した蓄電システム及び制御回路に関する。
2016年現在、日本では蓄電池から商用電力系統(以下、系統という)に逆潮流させることが制限されている。同様に、燃料電池で発電した電力を系統に逆潮流させることも制限されている。このルールを遵守するために、電力線において燃料電池が接続されたノードより上流に、逆潮流を検出するための電流センサが設置される。
当該電流センサの検出値をもとに燃料電池を制御する方法が実用化されている。即ち、当該電流センサが逆潮流方向の電流(系統方向への電流)を検出すると、燃料電池の発電が停止されるように制御される。また当該電流センサが順潮流方向の電流(負荷方向への電流)を検出すると、当該電流をゼロに近づけるように燃料電池の発電量が制御される。即ち、負荷の消費電力に対応する電力を発電するように制御される。
上記の制御方法では系統が停電すると、上記電流センサに順潮流方向の電流が流れなくなるため燃料電池の発電が停止する。これに対して、燃料電池より上流に蓄電池を接続し、蓄電池から放電することにより上記電流センサに順潮流方向の電流を流すことが考えられる。しかしながら、蓄電池の容量がなくなると燃料電池の発電が停止する。また系統の停電中は燃料電池から蓄電池に充電することができない。
そこで系統の停電時に、上記電流センサに外部から順潮流方向の擬似電流を流すことにより、燃料電池の発電を可能とし、蓄電池への充電も可能とする方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
上記電流センサに順潮流方向の擬似電流を流すことにより、燃料電池から上流の蓄電池に充電する方法は、系統連系時に燃料電池から系統に逆潮流される誤動作リスクがある。系統連系時に上記電流センサに、誤った擬似電流が流れてしまうと、負荷に対して発電超過になる可能性がある。
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、逆潮流検出用の電流センサによる検出値にもとづき制御される燃料発電装置と連携した蓄電システムであり、系統連系時の逆潮流をより確実に防止しつつ、系統の停電時も燃料発電装置に安定的に発電させることができる蓄電システム及び制御回路を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の蓄電システムは、系統から負荷に電力を供給する電力線上の第1ノードに接続される蓄電システムであって、前記電力線上において、前記第1ノードより前記負荷側の第2ノードに燃料発電装置が接続され、前記第1ノードと前記第2ノードの間に電流センサが設置され、前記電流センサにより検出される電流値により前記燃料発電装置が制御され、前記蓄電システムは、蓄電部と、前記蓄電部から放電される直流電力を交流電力に変換して系統連系端子または自立端子から出力するとともに、前記系統連系端子または前記自立端子から入力される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電部に充電する電力変換部と、前記電力変換部を制御する制御部と、前記電力変換部の自立端子に接続され、前記制御部からの指示に応じた値の電流を出力する電流源と、前記第1ノードと前記電流センサの間に挿入され、前記電流センサの入力端子の接続先を、前記第1ノードと前記電流源との間で切り替える第1スイッチと、を備える。前記系統の停電時において、前記第1スイッチの接続先が前記電流源に切り替わり、前記電流センサと前記第2ノードの間に挿入され、前記第2ノードの接続先を、前記電流センサの出力端子と前記電力変換部の自立端子との間で切り替える第2スイッチの接続先が前記電力変換部の自立端子に切り替わり、前記制御部は、前記電流源に、前記電流センサに順方向の電流を流すよう指示する。
本発明によれば、逆潮流検出用の電流センサによる検出値にもとづき制御される燃料発電装置を、系統連系時の逆潮流をより確実に防止しつつ、系統の停電時も安定的に発電させることができる。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る配電システム1の系統連系モード時の構成を示す図である。配電システム1は蓄電システム10、電力切替部20及び燃料発電装置30を備える。蓄電システム10の系統連系端子は、系統2から負荷3に電力を供給する電力線上の第1ノードN1に接続される。当該電力線上において系統2と第1ノードN1の間に第1電流センサCT1が設置される。
図1は、本発明の実施の形態1に係る配電システム1の系統連系モード時の構成を示す図である。配電システム1は蓄電システム10、電力切替部20及び燃料発電装置30を備える。蓄電システム10の系統連系端子は、系統2から負荷3に電力を供給する電力線上の第1ノードN1に接続される。当該電力線上において系統2と第1ノードN1の間に第1電流センサCT1が設置される。
上記電力線上において、第1ノードN1より負荷3側の第2ノードN2に燃料発電装置30の出力端子が接続される。当該電力線上において、第1ノードN1と第2ノードN2の間に電力切替部20が接続される。電力切替部20は第2電流センサCT2及び第2スイッチS2を含む。
燃料発電装置30は燃料電池31、電力変換部32及び制御部33を備える。燃料電池31は、水素などの燃料と空気中の酸素等を化学反応させることにより直流電力を発電する。例えば、都市ガスやLPGから改質器を用いて水素を取り出し、燃料としている。電力変換部32は、燃料電池31により発電された直流電力を交流電力に変換し、第2ノードN2に出力する。具体的には電力変換部32は、インバータ単体、又はDC−DCコンバータとインバータとの組み合わせを含む。DC−DCコンバータ及び/又はインバータは、制御部33から指定される電流指令値にもとづき燃料電池31を定電流(CC)放電する。また、DC−DCコンバータ及び/又はインバータは、制御部33から指定される電圧指令値にもとづき燃料電池31を定電圧(CV)放電する。
制御部33は燃料電池31及び電力変換部32を制御する。制御部33の構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコンピュータ、DSP、ROM、RAM、FPGA、その他のLSIを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。
制御部33は、第2電流センサCT2により検出される電流値をもとに燃料電池31及び電力変換部32を制御する。2016年現在、日本では燃料電池から系統への逆潮流が制限されているため、第2電流センサCT2により検出される電流が逆潮流方向の電流である場合、制御部33は燃料発電装置30からの発電を停止させる。また第2電流センサCT2により検出される電流が順潮流方向の電流である場合、制御部33は当該順潮流の電流値をゼロに近づけるように電力変換部32を制御する。第2電流センサCT2により検出される電流が順潮流方向の場合、負荷3で電力消費が発生していることを示しており、買電が発生している。例えば、電力会社から買電する電力の価格より、同量の電力を発電するための燃料となる水素の価格の方が安価の場合、燃料電池31での発電量を増やし、電力会社からの買電を減らした方が電力コストを抑えることができる。
例えば、電力会社からの買電をゼロにすることを目標とする場合、制御部33は、第2電流センサCT2により検出された順潮流方向の電流値と同じ電流値の電力を、電力変換部32から第2ノードN2に出力させるよう制御する。
蓄電システム10は蓄電部11、電力変換部12、制御部13、電流源14及び第1スイッチS1を備える。蓄電部11は、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等を含む。また蓄電部11内の監視部(不図示)は各セルの電圧、電流、温度を検出し、制御部13に出力する。
電力変換部12は、蓄電部11から放電される直流電力を交流電力に変換し、系統連系端子または自立端子に出力する。電力変換部12は、系統連系端子または自立端子から入力される交流電力を直流電力に変換し、蓄電部11に充電する。具体的には電力変換部12は、双方向インバータ単体、又は双方向DC−DCコンバータと双方向インバータの組み合わせを含む。双方向DC−DCコンバータ及び/又は双方向インバータは、制御部13から指定される電流指令値にもとづき蓄電部11を定電流(CC)充電/放電する。また、双方向DC−DCコンバータ及び/又は双方向インバータは、制御部13から指定される電圧指令値にもとづき蓄電部11を定電圧(CV)充電/放電する。
電流源14の入力端子は電力変換部12の自立端子に接続され、制御部13からの指示に応じた値の電流を出力する。電流源14の出力端子は第1スイッチS1を介して第2電流センサCT2の入力端子に接続可能である。さらに電流源14の入力端子は、上記電力線上における第2電流センサCT2の出力端子と第2ノードN2の間の第3ノードN3に接続され、電流源14及び第2電流センサCT2を含む電流ループを形成可能である。
第1スイッチS1は、上記電力線上において第1ノードN1と第2電流センサCT2の間に挿入され、第2電流センサCT2の入力端子の接続先を、第1ノードN1と電流源14との間で切り替えるC接点スイッチである。第1スイッチS1は例えば、リレーや半導体スイッチで構成することができる。
第1スイッチS1は蓄電システム10が系統連系モードで運転するとき、第2電流センサCT2の入力端子を第1ノードN1に接続し、自立モードで運転するとき、第2電流センサCT2の入力端子を電流源14の出力端子に接続する。蓄電システム10は系統2が正常なとき系統連系モードで運転し、系統2が停電のとき自立モードで運転する。系統連系モードでは電力変換部12の入出力経路として系統連系端子を選択し、自立端子を電気的に無効とする。一方、自立モードでは自立端子を選択し、系統連系端子を電気的に無効とする。
第1スイッチS1は第2電流センサCT2の入力端子の接続先を、第1ノードN1の検出電圧と電流源14の出力端子の検出電圧をもとにハードウェア的に切り替える。例えば、第1ノードN1に系統電圧が所定時間継続して検出されなくなると第2電流センサCT2の入力端子の接続先を、第1ノードN1から電流源14の出力端子に切り替える。なお第1スイッチS1の切り替えは、制御部13からの指示信号や停電検出器(不図示)からの指示信号にもとづき行われてもよい。
第2スイッチS2は、上記電力線上において第2電流センサCT2と第2ノードN2の間に挿入され、第2ノードN2の接続先を、第2電流センサCT2の出力端子と電力変換部12の自立端子との間で切り替えるC接点スイッチである。第2スイッチS2も例えば、リレーや半導体スイッチで構成することができる。
第2スイッチS2は蓄電システム10が系統連系モードで運転するとき、第2ノードN2を第2電流センサCT2の出力端子に接続し、自立モードで運転するとき、第2ノードN2を電力変換部12の自立端子に接続する。
第2スイッチS2は第2ノードN2の接続先を、第2電流センサCT2の出力端子の検出電圧と電力変換部12の自立端子の検出電圧をもとにハードウェア的に切り替える。例えば、一方の検出電圧が他方の検出電圧を上抜けた場合、上抜けた方の検出電圧の経路を接続先として選択する。なお第2スイッチS2の切り替えは、制御部13からの指示信号や停電検出器(不図示)からの指示信号や、第1スイッチS1からの同期信号にもとづき行われてもよい。
蓄電システム10の制御部13は、電力変換部12及び電流源14を制御する。制御部13の構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコンピュータ、DSP、ROM、RAM、FPGA、その他のLSIを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。
制御部13は、第1電流センサCT1により検出される電流値をもとに電力変換部12を制御する。2016年現在、日本では蓄電池から系統への逆潮流が制限されているため、第1電流センサCT1により検出される電流が逆潮流方向の電流である場合、制御部13は蓄電部11からの放電を停止させる。
制御部13は、蓄電部11から各セルの電圧、電流、温度を取得し、各セルの残容量(SOC)を推定する。例えば、取得した電流値を積算して各セルの残容量を推定する。また各セルの開回路電圧(OCV)から各セルの残容量を推定することもできる。制御部13は通常時、蓄電システム10を系統連系モードで運転させ、系統2が停電すると系統連系モードから自立モードに切り替える。
図2は、本発明の実施の形態1に係る配電システム1の自立モード時の構成を示す図である。自立モードに遷移すると第1スイッチS1の接続先が第1ノードN1から電流源14の出力端子に切り替わり、第2スイッチS2の接続先が第2電流センサCT2の出力端子から電力変換部12の自立端子に切り替わる。この状態では原則的に、第2電流センサCT2に電流が流れないため燃料発電装置30からの発電が停止する。
本実施の形態では燃料電池31の発電を継続させるため、制御部13が電流源14に電流を出力するよう指示し、電流源14が当該指示に応じて電流を出力する。これにより、第2電流センサCT2に順潮流方向の電流が流れ、燃料電池31の発電が継続する。
制御部13は蓄電部11の残容量をもとに、蓄電部11を放電するか充電するか決定する。上述のように停電時において燃料電池31に発電させるには第2電流センサCT2に順潮流方向の電流を流す必要がある。停電時、当該電流は電流源14から供給されるが、そのもとになる電力は蓄電部11から供給される。従って蓄電部11の残容量が無くなると、燃料発電装置30からの発電が停止する。そこで蓄電部11の残容量が第1所定値未満にならないよう蓄電部11を充電する必要がある。
蓄電部11の充電中、制御部13は、電力変換部12の自立端子に入力される電流が所定値になるよう、電流源14から出力する電流の値を調整し、電流源14に設定する。図1、2に示す例では電力変換部12の自立端子に入力される電流は、第3電流センサCT3により検出され、制御部13に出力される。例えば、蓄電部11に定電流充電する場合、制御部13は、第3電流センサCT3により検出される電流値が当該定電流充電値を維持するよう、電流源14から出力する電流値を適応的に調整する。
第2ノードNから電力変換部12の自立端子に流入する電流は、負荷3の変動に応じて変化する。従って蓄電部11を定電流充電するには、負荷3の変動に燃料電池31の発電量を追従させる必要がある。燃料電池31の発電量は第2電流センサCT2に流す電流の値により制御することができる。蓄電部11の残容量が第2所定値に到達したら、制御部13は、蓄電部11の充電を終了する。
蓄電部11の残容量が多い場合、燃料発電装置30から蓄電部11に充電する必要がなく、反対に蓄電部11から放電して負荷3に電力を供給することができる。蓄電部11の放電中、制御部13は、電力変換部12の自立端子から出力される電流が所定値になるよう、電流源14から出力する電流の値を調整し、電流源14に設定する。例えば、蓄電部11から定電流放電する場合、制御部13は、第3電流センサCT3により検出される電流値が当該定電流放電値を維持するよう、電流源14から出力する電流値を適応的に調整する。蓄電部11の残容量が第1所定値に到達したら、制御部13は、蓄電部11の放電を終了する。
以上説明したように実施の形態1によれば、系統2の停電時において、電流源14から第2電流センサCT2に順潮流方向の電流を流すことにより、燃料発電装置30を安定的に発電させることができる。従って停電時に燃料発電装置30から蓄電部11を充電することもできる。その際、系統2と電力変換部12の系統連系端子を繋ぐ第1ノードN1経由ではなく、電力変換部12の自立端子に接続された第2スイッチS2を経由して蓄電部11に充電する。従って系統2と完全に電気的に切り離された状態で燃料発電装置30から蓄電部11に充電することができる。よって、燃料発電装置30から系統2に逆潮流するリスクを限りなくゼロにすることができる。また系統連系時は電流源14が電力線から電気的に切り離されるため、電流源14が誤動作しても、電流源14から第2電流センサCT2に電流が流れることがない。従って、系統連系時も燃料発電装置30から系統2に逆潮流するリスクを限りなくゼロにすることができる。
また燃料発電装置30の既存の構成に殆ど変更を加える必要がない。燃料発電装置30と蓄電システム10間を通信線で接続する必要もない。従って既存の燃料発電装置30に蓄電システム10を後付け設置することも容易である。また燃料発電装置30と蓄電システム10の製造メーカが異なる場合でも、容易に連携運転させることができる。
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2に係る配電システム1の系統連系モード時の構成を示す図である。以下、実施の形態1の構成との相違点を説明する。実施の形態2では電流源14及び第2スイッチS2が省略され、充電器15及び第3スイッチS3が追加される。第3スイッチS3は、第2電流センサCT2の出力端子と充電器15の入力端子間を繋ぐ経路に挿入される。第3スイッチS3は蓄電システム10が系統連系モードで運転するときオン状態となり、自立モードで運転するときオフ状態となる。
図3は、本発明の実施の形態2に係る配電システム1の系統連系モード時の構成を示す図である。以下、実施の形態1の構成との相違点を説明する。実施の形態2では電流源14及び第2スイッチS2が省略され、充電器15及び第3スイッチS3が追加される。第3スイッチS3は、第2電流センサCT2の出力端子と充電器15の入力端子間を繋ぐ経路に挿入される。第3スイッチS3は蓄電システム10が系統連系モードで運転するときオン状態となり、自立モードで運転するときオフ状態となる。
充電器15は、電力変換部12と別に設けられるAC−DCコンバータであり、燃料発電装置30から第3スイッチS3を介して入力される交流電力を直流電力に変換して蓄電部11に充電する。
図4は、本発明の実施の形態2に係る配電システム1の自立モード時の構成を示す図である。自立モードに遷移すると第3スイッチS3がターンオンし、燃料発電装置30と充電器15が電気的に接続される。
燃料電池31の発電を継続させるため、制御部13は、蓄電部11から所定の電流値を放電させるよう電力変換部12を制御する。これにより、第2電流センサCT2に順潮流方向の電流が流れ、燃料電池31の発電が継続する。
蓄電部11の残容量が第1所定値を下回らないよう蓄電部11を充電する際、制御部13は、蓄電部11に所定の電流値を充電するよう充電器15を制御する。この状態では電力変換部12からの電流流出と、充電器15からの電流流入が併存する。蓄電部11をネットで充電状態にするため、制御部13は、充電器15に設定する電流指令値を、電力変換部12に設定する電流指令値より大きくする。蓄電部11の残容量が第2所定値に到達したら、制御部13は蓄電部11の充電を終了する。
以上説明したように実施の形態2によっても実施の形態1と同等の効果を奏する。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
上述の実施の形態1、2では、燃料発電装置30として水素を燃料とする発電装置を想定したが、所定のガスを燃料とする発電装置であってもよい。
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
[項目1]
系統(2)から負荷(3)に電力を供給する電力線上の第1ノード(N1)に接続される蓄電システム(10)であって、
前記電力線上において、前記第1ノード(N1)より前記負荷(3)側の第2ノード(N2)に燃料発電装置(30)が接続され、前記第1ノード(N1)と前記第2ノード(N2)の間に電流センサ(CT2)が設置され、前記電流センサ(CT2)により検出される電流値により前記燃料発電装置(30)が制御され、
前記蓄電システム(10)は、
蓄電部(11)と、
前記蓄電部(11)から放電される直流電力を交流電力に変換して系統連系端子または自立端子から出力するとともに、前記系統連系端子または前記自立端子から入力される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電部(11)に充電する電力変換部(12)と、
前記電力変換部(12)を制御する制御部(13)と、
前記電力変換部(12)の自立端子に接続され、前記制御部(13)からの指示に応じた値の電流を出力する電流源(14)と、
前記第1ノード(N1)と前記電流センサ(CT2)の間に挿入され、前記電流センサ(CT2)の入力端子の接続先を、前記第1ノード(N1)と前記電流源(14)との間で切り替える第1スイッチ(S1)と、
を備え、
前記系統(2)の停電時において、前記第1スイッチ(S1)の接続先が前記電流源(14)に切り替わり、前記電流センサ(CT2)と前記第2ノード(N2)の間に挿入され、前記第2ノード(N2)の接続先を、前記電流センサ(CT2)の出力端子と前記電力変換部(12)の自立端子との間で切り替える第2スイッチ(S2)の接続先が前記電力変換部(12)の自立端子に切り替わり、前記制御部(13)は、前記電流源(14)に、前記電流センサ(CT2)に順方向の電流を流すよう指示する、
ことを特徴とする蓄電システム(10)。
これによれば、系統(2)の停電時においても、電流センサ(CT2)を用いた燃料発電装置(30)の制御を継続することができる。
[項目2]
前記系統(2)の停電時において前記蓄電部(11)が充電中のとき、前記制御部(13)は、前記電力変換部(12)の自立端子に入力される電流が所定値になるよう、前記電流源(14)から出力する電流の値を調整し、前記電流源(14)に設定することを特徴とする項目1に記載の蓄電システム(10)。
これによれば、系統(2)の停電時に、燃料発電装置(30)に蓄電部(11)に定電流充電が可能となる。
[項目3]
前記系統(2)の停電時において前記蓄電部(11)が放電中のとき、前記制御部(13)は、前記電力変換部(12)の自立端子から出力される電流が所定値になるよう、前記電流源(14)から出力する電流の値を調整し、前記電流源(14)に指示することを特徴とする項目1に記載の蓄電システム(10)。
これによれば、系統(2)の停電時に、蓄電部(11)から負荷(3)に定電流放電することが可能となる。
[項目4]
前記電流センサ(CT2)と前記第2ノード(N2)の間の第3ノード(N3)と前記電流源(14)が接続され、前記電流源(14)から出力された電流が還流することを特徴とする項目1から3のいずれかに記載の蓄電システム(10)。
これによれば、系統(2)の停電時に、電流センサ(CT2)を制御するための消費電力を低減することができる。
[項目5]
系統(2)から負荷(3)に電力を供給する電力線上の第1ノード(N1)に蓄電装置(10)の系統連系端子が接続され、前記電力線上において、前記第1ノード(N1)より前記負荷(3)側の第2ノード(N2)に燃料発電装置(30)が接続され、前記第1ノード(N1)と前記第2ノード(N2)の間に電流センサ(CT2)が設置され、前記電流センサ(CT2)により検出される電流値により前記燃料発電装置(30)が制御され、前記蓄電装置(10)は蓄電部(11)と電力変換部(12)と制御部(13)を含む、配電システム(1)に接続される制御回路であって、
前記電力変換部(12)の自立端子に接続され、前記制御部(13)からの指示に応じた値の電流を出力する電流源(14)と、
前記第1ノード(N1)と前記電流センサ(CT2)の間に挿入され、前記電流センサ(CT2)の入力端子の接続先を、前記第1ノード(N1)と前記電流源(14)との間で切り替える第1スイッチ(S1)と、
前記電流センサ(CT2)と前記第2ノード(N2)の間に挿入され、前記第2ノード(N2)の接続先を、前記電流センサ(CT2)の出力端子と前記電力変換部(12)の自立端子との間で切り替える第2スイッチ(S2)と、
を備え、
前記系統(2)の停電時において、前記第1スイッチ(S1)の接続先が前記電流源(14)に切り替わり、前記第2スイッチ(S2)の接続先が前記電流源(14)に切り替わり、前記電流源(14)は前記電流センサ(CT2)に順方向の電流を流す、
ことを特徴とする制御回路。
これによれば、系統(2)の停電時においても、電流センサ(CT2)を用いた燃料発電装置(30)の制御を継続することができる。
系統(2)から負荷(3)に電力を供給する電力線上の第1ノード(N1)に接続される蓄電システム(10)であって、
前記電力線上において、前記第1ノード(N1)より前記負荷(3)側の第2ノード(N2)に燃料発電装置(30)が接続され、前記第1ノード(N1)と前記第2ノード(N2)の間に電流センサ(CT2)が設置され、前記電流センサ(CT2)により検出される電流値により前記燃料発電装置(30)が制御され、
前記蓄電システム(10)は、
蓄電部(11)と、
前記蓄電部(11)から放電される直流電力を交流電力に変換して系統連系端子または自立端子から出力するとともに、前記系統連系端子または前記自立端子から入力される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電部(11)に充電する電力変換部(12)と、
前記電力変換部(12)を制御する制御部(13)と、
前記電力変換部(12)の自立端子に接続され、前記制御部(13)からの指示に応じた値の電流を出力する電流源(14)と、
前記第1ノード(N1)と前記電流センサ(CT2)の間に挿入され、前記電流センサ(CT2)の入力端子の接続先を、前記第1ノード(N1)と前記電流源(14)との間で切り替える第1スイッチ(S1)と、
を備え、
前記系統(2)の停電時において、前記第1スイッチ(S1)の接続先が前記電流源(14)に切り替わり、前記電流センサ(CT2)と前記第2ノード(N2)の間に挿入され、前記第2ノード(N2)の接続先を、前記電流センサ(CT2)の出力端子と前記電力変換部(12)の自立端子との間で切り替える第2スイッチ(S2)の接続先が前記電力変換部(12)の自立端子に切り替わり、前記制御部(13)は、前記電流源(14)に、前記電流センサ(CT2)に順方向の電流を流すよう指示する、
ことを特徴とする蓄電システム(10)。
これによれば、系統(2)の停電時においても、電流センサ(CT2)を用いた燃料発電装置(30)の制御を継続することができる。
[項目2]
前記系統(2)の停電時において前記蓄電部(11)が充電中のとき、前記制御部(13)は、前記電力変換部(12)の自立端子に入力される電流が所定値になるよう、前記電流源(14)から出力する電流の値を調整し、前記電流源(14)に設定することを特徴とする項目1に記載の蓄電システム(10)。
これによれば、系統(2)の停電時に、燃料発電装置(30)に蓄電部(11)に定電流充電が可能となる。
[項目3]
前記系統(2)の停電時において前記蓄電部(11)が放電中のとき、前記制御部(13)は、前記電力変換部(12)の自立端子から出力される電流が所定値になるよう、前記電流源(14)から出力する電流の値を調整し、前記電流源(14)に指示することを特徴とする項目1に記載の蓄電システム(10)。
これによれば、系統(2)の停電時に、蓄電部(11)から負荷(3)に定電流放電することが可能となる。
[項目4]
前記電流センサ(CT2)と前記第2ノード(N2)の間の第3ノード(N3)と前記電流源(14)が接続され、前記電流源(14)から出力された電流が還流することを特徴とする項目1から3のいずれかに記載の蓄電システム(10)。
これによれば、系統(2)の停電時に、電流センサ(CT2)を制御するための消費電力を低減することができる。
[項目5]
系統(2)から負荷(3)に電力を供給する電力線上の第1ノード(N1)に蓄電装置(10)の系統連系端子が接続され、前記電力線上において、前記第1ノード(N1)より前記負荷(3)側の第2ノード(N2)に燃料発電装置(30)が接続され、前記第1ノード(N1)と前記第2ノード(N2)の間に電流センサ(CT2)が設置され、前記電流センサ(CT2)により検出される電流値により前記燃料発電装置(30)が制御され、前記蓄電装置(10)は蓄電部(11)と電力変換部(12)と制御部(13)を含む、配電システム(1)に接続される制御回路であって、
前記電力変換部(12)の自立端子に接続され、前記制御部(13)からの指示に応じた値の電流を出力する電流源(14)と、
前記第1ノード(N1)と前記電流センサ(CT2)の間に挿入され、前記電流センサ(CT2)の入力端子の接続先を、前記第1ノード(N1)と前記電流源(14)との間で切り替える第1スイッチ(S1)と、
前記電流センサ(CT2)と前記第2ノード(N2)の間に挿入され、前記第2ノード(N2)の接続先を、前記電流センサ(CT2)の出力端子と前記電力変換部(12)の自立端子との間で切り替える第2スイッチ(S2)と、
を備え、
前記系統(2)の停電時において、前記第1スイッチ(S1)の接続先が前記電流源(14)に切り替わり、前記第2スイッチ(S2)の接続先が前記電流源(14)に切り替わり、前記電流源(14)は前記電流センサ(CT2)に順方向の電流を流す、
ことを特徴とする制御回路。
これによれば、系統(2)の停電時においても、電流センサ(CT2)を用いた燃料発電装置(30)の制御を継続することができる。
1 配電システム、 2 系統、 3 負荷、 10 蓄電システム、 11 蓄電部、 12 電力変換部、 13 制御部、 14 電流源、 15 充電器、 20 電力切替部、 30 燃料発電装置、 31 燃料電池、 32 電力変換部、 33 制御部、 CT1 第1電流センサ、 CT2 第2電流センサ、 CT3 第3電流センサ、 S1 第1スイッチ、 S2 第2スイッチ、 S3 第3スイッチ。
Claims (5)
- 系統から負荷に電力を供給する電力線上の第1ノードに接続される蓄電システムであって、
前記電力線上において、前記第1ノードより前記負荷側の第2ノードに燃料発電装置が接続され、前記第1ノードと前記第2ノードの間に電流センサが設置され、前記電流センサにより検出される電流値により前記燃料発電装置が制御され、
前記蓄電システムは、
蓄電部と、
前記蓄電部から放電される直流電力を交流電力に変換して系統連系端子または自立端子から出力するとともに、前記系統連系端子または前記自立端子から入力される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電部に充電する電力変換部と、
前記電力変換部を制御する制御部と、
前記電力変換部の自立端子に接続され、前記制御部からの指示に応じた値の電流を出力する電流源と、
前記第1ノードと前記電流センサの間に挿入され、前記電流センサの入力端子の接続先を、前記第1ノードと前記電流源との間で切り替える第1スイッチと、
を備え、
前記系統の停電時において、前記第1スイッチの接続先が前記電流源に切り替わり、前記電流センサと前記第2ノードの間に挿入され、前記第2ノードの接続先を、前記電流センサの出力端子と前記電力変換部の自立端子との間で切り替える第2スイッチの接続先が前記電力変換部の自立端子に切り替わり、前記制御部は、前記電流源に、前記電流センサに順方向の電流を流すよう指示する、
ことを特徴とする蓄電システム。 - 前記系統の停電時において前記蓄電部が充電中のとき、前記制御部は、前記電力変換部の自立端子に入力される電流が所定値になるよう、前記電流源から出力する電流の値を調整し、前記電流源に設定することを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。
- 前記系統の停電時において前記蓄電部が放電中のとき、前記制御部は、前記電力変換部の自立端子から出力される電流が所定値になるよう、前記電流源から出力する電流の値を調整し、前記電流源に指示することを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。
- 前記電流センサと前記第2ノードの間の第3ノードと前記電流源が接続され、前記電流源から出力された電流が還流することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の蓄電システム。
- 系統から負荷に電力を供給する電力線上の第1ノードに蓄電装置の系統連系端子が接続され、前記電力線上において、前記第1ノードより前記負荷側の第2ノードに燃料発電装置が接続され、前記第1ノードと前記第2ノードの間に電流センサが設置され、前記電流センサにより検出される電流値により前記燃料発電装置が制御され、前記蓄電装置は蓄電部と電力変換部と制御部を含む、配電システムに接続される制御回路であって、
前記電力変換部の自立端子に接続され、前記制御部からの指示に応じた値の電流を出力する電流源と、
前記第1ノードと前記電流センサの間に挿入され、前記電流センサの入力端子の接続先を、前記第1ノードと前記電流源との間で切り替える第1スイッチと、
前記電流センサと前記第2ノードの間に挿入され、前記第2ノードの接続先を、前記電流センサの出力端子と前記電力変換部の自立端子との間で切り替える第2スイッチと、
を備え、
前記系統の停電時において、前記第1スイッチの接続先が前記電流源に切り替わり、前記第2スイッチの接続先が前記電流源に切り替わり、前記電流源は前記電流センサに順方向の電流を流す、
ことを特徴とする制御回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016061288A JP2017175827A (ja) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | 蓄電システム及び制御回路 |
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JP2016061288A JP2017175827A (ja) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | 蓄電システム及び制御回路 |
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ID=59972449
Family Applications (1)
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JP2016061288A Pending JP2017175827A (ja) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | 蓄電システム及び制御回路 |
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Country | Link |
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-
2016
- 2016-03-25 JP JP2016061288A patent/JP2017175827A/ja active Pending
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