JP2021141761A - Charge/discharge system, charge/discharge method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は一般に充放電システム、充放電方法及びプログラムに関し、より詳細には、複数の蓄電装置の各々の充電電流及び放電電流を制御する充放電システム、充放電方法及びプログラムに関する。 The present disclosure generally relates to a charge / discharge system, a charge / discharge method and a program, and more particularly to a charge / discharge system, a charge / discharge method and a program for controlling the charge current and the discharge current of each of a plurality of power storage devices.
複数の蓄電池を制御するシステムの従来例として、特許文献1に記載の蓄電池管理システムを例示する。蓄電池管理システムは、蓄電池管理部を備える。蓄電池管理部は、蓄電池システムにおける各蓄電池を管理する。蓄電池は、双方向パワーコンディショナによって直流電力に変換された、商用電源の電力によって充電される。蓄電池管理部は、各蓄電池の充電状態(State Of Charge;SOC)や温度等、蓄電池の様々な物理量を測定するとともに、特定した物理量を双方向パワーコンディショナに提供する。
As a conventional example of a system for controlling a plurality of storage batteries, the storage battery management system described in
しかしながら、特許文献1記載の蓄電池管理システムでは、蓄電池の管理に用いられる物理量のデータの通信量が大きくなる可能性があり、これを抑制することが求められていた。
However, in the storage battery management system described in
本開示は、通信量を抑制することができる充放電システム、充放電方法及びプログラムを提供することを目的とする。 It is an object of the present disclosure to provide a charge / discharge system, a charge / discharge method, and a program capable of suppressing the amount of communication.
本開示の一態様に係る充放電システムは、電力線を介して相互に接続された複数の蓄電装置の各々の充電電流及び放電電流を制御する。充放電システムは、決定部と、制御部と、を備える。前記決定部は、次に記載するようなドループ特性を決定する。前記ドループ特性は、所定の観測量が増加するほど前記複数の蓄電装置の各々の前記充電電流又は前記放電電流を増加又は減少させる特性である。前記制御部は、充電制御と、放電制御とを、前記決定部で決定された前記ドループ特性に基づいて行う。前記充電制御は、前記電力線から供給される電流により前記複数の蓄電装置のうち少なくとも1つを充電する制御である。前記放電制御は、前記複数の蓄電装置のうち少なくとも1つに放電させ前記電力線へ電流を供給させる制御である。 The charge / discharge system according to one aspect of the present disclosure controls the charge current and discharge current of each of a plurality of power storage devices connected to each other via a power line. The charge / discharge system includes a determination unit and a control unit. The determination unit determines the droop characteristics as described below. The droop characteristic is a characteristic that increases or decreases the charge current or the discharge current of each of the plurality of power storage devices as the predetermined observation amount increases. The control unit performs charge control and discharge control based on the droop characteristic determined by the determination unit. The charging control is a control for charging at least one of the plurality of power storage devices by the current supplied from the power line. The discharge control is a control in which at least one of the plurality of power storage devices is discharged to supply a current to the power line.
本開示の一態様に係る充放電方法は、電力線を介して相互に接続された複数の蓄電装置の各々の充電電流及び放電電流を制御する充放電方法である。充放電方法は、決定処理と、制御処理と、を有する。前記決定処理は、次に記載するようなドループ特性を決定する処理である。前記ドループ特性は、所定の観測量が増加するほど前記複数の蓄電装置の各々の前記充電電流又は前記放電電流を増加又は減少させる特性である。前記制御処理は、充電制御と、放電制御とを、前記決定処理で決定された前記ドループ特性に基づいて行う処理である。前記充電制御は、前記電力線から供給される電流により前記複数の蓄電装置のうち少なくとも1つを充電する制御である。前記放電制御は、前記複数の蓄電装置のうち少なくとも1つに放電させ前記電力線へ電流を供給させる制御である。 The charge / discharge method according to one aspect of the present disclosure is a charge / discharge method that controls the charge current and discharge current of each of a plurality of power storage devices connected to each other via a power line. The charging / discharging method includes a determination process and a control process. The determination process is a process for determining the droop characteristics as described below. The droop characteristic is a characteristic that increases or decreases the charge current or the discharge current of each of the plurality of power storage devices as the predetermined observation amount increases. The control process is a process of performing charge control and discharge control based on the droop characteristic determined by the determination process. The charging control is a control for charging at least one of the plurality of power storage devices by the current supplied from the power line. The discharge control is a control in which at least one of the plurality of power storage devices is discharged to supply a current to the power line.
本開示の一態様に係るプログラムは、前記充放電方法を、1以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。 The program according to one aspect of the present disclosure is a program for causing one or more processors to execute the charging / discharging method.
本開示は、通信量を抑制することができるという利点がある。 The present disclosure has an advantage that the amount of communication can be suppressed.
(実施形態1)
以下、実施形態1に係る充放電システム1について、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の1つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the charge /
(1)概要
図1に示すように、本実施形態の充放電システム1は、DCバスdb1と、第1DCコネクタ11と、第2DCコネクタ12と、を備える。DCバスdb1は、AC/DC変換器3のDC端子34に接続されるノードN1を有する。第1DCコネクタ11は、ノードN1に接続されている。第1DCコネクタ11は、少なくとも電気自動車C1の蓄電装置4に接続可能である。第2DCコネクタ12は、ノードN1に接続されている。第2DCコネクタ12は、第1DCコネクタ11へ電力供給することと第1DCコネクタ11からの電力供給を受けることとの少なくとも一方を、DCバスdb1を介して行う。
(1) Outline As shown in FIG. 1, the charge /
上記の構成によれば、電気自動車C1の蓄電装置4(第1の蓄電装置401)と、第2DCコネクタ12に接続された構成(例えば、蓄電装置4(第2の蓄電装置402)又は燃料電池システム)との間で、電力を融通することができる。しかも、蓄電装置4と、第2DCコネクタ12に接続された構成とが、コネクタを介して相互に接続されるので、電線を直接接続する場合等と比較して、接続が容易であるという点で、利便性を向上させることができる。
According to the above configuration, the power storage device 4 (first power storage device 401) of the electric vehicle C1 and the configuration connected to the second DC connector 12 (for example, the power storage device 4 (second power storage device 402) or the fuel cell). Power can be interchanged with the system). Moreover, since the
また、本実施形態の充放電システム1は、電力線(DCバスdb1)を介して相互に接続された複数の蓄電装置4の各々の充電電流及び放電電流を制御する。充放電システム1は、決定部321と、制御部22と、を備える。決定部321は、次に記載するようなドループ特性を決定する。ドループ特性は、所定の観測量が増加するほど複数の蓄電装置4の各々の充電電流又は放電電流を増加又は減少させる特性である。制御部22は、充電制御と、放電制御とを、決定部321で決定されたドループ特性に基づいて行う。充電制御は、電力線から供給される電流により複数の蓄電装置4のうち少なくとも1つを充電する制御である。放電制御は、複数の蓄電装置4のうち少なくとも1つに放電させ電力線へ電流を供給させる制御である。
Further, the charging /
上記の構成によれば、決定部321が絶えず制御部22に充電電流及び放電電流を指示する必要が無いので、決定部321と制御部22との間の通信量を抑制することができる。
According to the above configuration, it is not necessary for the
ドループ特性とは、ある物理量を操作対象とし、この物理量に対応する観測量を規定した場合に、観測量が増加するほど物理量を増加又は減少させるような特性(変化)を指す。ドループ特性に基づいて行う物理量の制御は、ドループ制御と呼ばれる。ここでは、物理量は、複数の蓄電装置4の各々の充電電流及び放電電流である。また、本実施形態では、観測量は、DCバスdb1の電圧である。物理量は、単調に増加又は減少すればよく、観測量を一部の範囲内に限って変化させるときには物理量が増加も減少もしなくてもよい。
The droop characteristic refers to a characteristic (change) that increases or decreases a physical quantity as the observed quantity increases when a certain physical quantity is set as an operation target and an observed quantity corresponding to the physical quantity is specified. Control of physical quantities based on droop characteristics is called droop control. Here, the physical quantity is the charge current and the discharge current of each of the plurality of
本実施形態の充放電システム1は、例えば、施設F1に設置される。すなわち、充放電システム1は、施設F1において、屋内又は屋外に設置される。施設F1は、例えば、戸建住宅若しくは集合住宅等の住宅施設、又は事務所、店舗、介護施設若しくは工場等の非住宅施設である。本実施形態では、一例として、施設F1が戸建住宅である場合について説明する。
The charge /
充放電システム1には、複数(本実施形態では、2つ)の蓄電装置4が接続可能である。充放電システム1を用いることにより、複数の蓄電装置4間で電力の融通をすることができる。
A plurality of (two in this embodiment)
図1では、充放電システム1には、2つの蓄電装置4として、第1の蓄電装置401及び第2の蓄電装置402が接続されている。すなわち、第1DCコネクタ11に第1の蓄電装置401が接続されており、第2DCコネクタ12に第2の蓄電装置402が接続されている。第1の蓄電装置401は、施設F1に停車している電気自動車C1が有する蓄電装置である。第2の蓄電装置402は、施設F1に設置されている。第2の蓄電装置402は、例えば、据置き型の蓄電装置である。
In FIG. 1, a first
なお、第1DCコネクタ11及び第2DCコネクタ12の構成は、蓄電装置4のみを接続可能な構成に限定されず、例えば、太陽電池システム若しくは燃料電池システム等の発電システム、又は、負荷を接続可能であってもよい。
The configuration of the first DC connector 11 and the
(2)充放電システム
充放電システム1は、一例として、DCバス(直流バス)db1と、第1DCコネクタ11と、第2DCコネクタ12と、AC接続部13と、複数(2つ)のDC/DC変換器2と、AC/DC変換器3と、筐体10と、複数(2つ)のケーブル15と、第1コネクタ保持部16と、第2コネクタ保持部17と、を備えている。
(2) Charging / Discharging System As an example, the charging / discharging
DCバスdb1は、電力線の一種である。DCバスdb1は、ノードN1を有している。ノードN1は、AC/DC変換器3のDC端子34及び、2つのDC/DC変換器2の主回路21に接続される。
The DC bus db1 is a kind of power line. The DC bus db1 has a node N1. The node N1 is connected to the
筐体10は、単一の筐体であって、DCバスdb1、第1DCコネクタ11及び第2DCコネクタ12を保持する。また、筐体10は、AC接続部13、複数のDC/DC変換器2、AC/DC変換器3及び2つのケーブル15を保持する。より詳細には、筐体10は、DCバスdb1、複数のDC/DC変換器2、AC/DC変換器3及びAC接続部13を収容する。
The
2つのケーブル15の各々は、例えば、キャブタイヤケーブル又はCVケーブルである。2つのケーブル15のうち一方のケーブル15の第1端は、筐体10に保持されており、第2端には、第1DCコネクタ11が接続されている。他方のケーブル15の第1端は、筐体10に保持されており、第2端には、第2DCコネクタ12が接続されている。つまり、筐体10は、ケーブル15を介して、第1DCコネクタ11及び第2DCコネクタ12を保持する。
Each of the two
第1DCコネクタ11及び第2DCコネクタ12の各々は、コネクタである。本開示において、「コネクタ」とは、複数の電路を接続する部品を意味する。コネクタには、接続対象である他のコネクタ、電線又は導体(金属板等)を接続可能である。第1DCコネクタ11及び第2DCコネクタ12は、接続対象に着脱可能に接続される。
Each of the first DC connector 11 and the
第1DCコネクタ11と第2DCコネクタ12とのうち少なくとも一方(本実施形態では両方)は、コネクタの接続及び通信のうち少なくとも一方に関する所定の規格に準拠している。第1DCコネクタ11及び第2DCコネクタ12は、所定の規格に対応する接続対象に接続して使用可能である。本実施形態では、所定の規格は、電気自動車C1の第1の蓄電装置401の給電口として設けられる接続部43(インレット)に対応した規格である。つまり、第1DCコネクタ11及び第2DCコネクタ12の形状は、インレットに直接接続可能な形状である。所定の規格の一例は、CHAdeMO(登録商標)である。また、本実施形態では、第1DCコネクタ11及び第2DCコネクタ12の形状は、互いに同一である。
At least one of the first DC connector 11 and the second DC connector 12 (both in this embodiment) complies with a predetermined standard for at least one of connector connection and communication. The first DC connector 11 and the
第1DCコネクタ11は、2つのケーブル15のうち一方のケーブル15の先端(第2端)に設けられた第1コネクタ保持部16に保持されている。第2DCコネクタ12は、2つのケーブル15のうち他方のケーブル15の先端(第2端)に設けられた第2コネクタ保持部17に保持されている。第1コネクタ保持部16は、第1DCコネクタ11を保持する本体と、グリップと、を備えている。第2コネクタ保持部17は、第2DCコネクタ12を保持する本体と、グリップと、を備えている。第1コネクタ保持部16及び第2コネクタ保持部17の形状は、例えば、ピストル型である。
The first DC connector 11 is held by a first
AC接続部13は、例えば、速結端子、圧着端子又はねじ端子等の端子である。AC接続部13は、接続対象(後述する接続部71)に接続される。
The
複数(2つ)のDC/DC変換器2の各々は、主回路21と、制御部22と、取得部23と、を有している。以下では、2つのDC/DC変換器2を区別して、2つのDC/DC変換器2のうち一方を第1DC/DC変換器201と称し、他方を第2DC/DC変換器202と称することがある。
Each of the plurality (two) DC /
主回路21は、DC/DC変換を行う回路である。より詳細には、主回路21は、双方向DC/DC変換を行う。すなわち、DC/DC変換器2は、双方向DC/DC変換器である。
The
第1DC/DC変換器201は、DCバスdb1のノードN1と第1DCコネクタ11との間に接続されている。つまり、第1DC/DC変換器201の主回路21の第1端(2つの第1入出力端子)は、ケーブル15を介して第1DCコネクタ11に接続されており、第2端(2つの第2入出力端子)は、ノードN1に接続されている。第1DC/DC変換器201の主回路21は、第1DCコネクタ11及びDCバスdb1のうち一方から入力された電力を、所定の電力に変換して、他方へ出力する。
The first DC /
また、第2DC/DC変換器202は、ノードN1と第2DCコネクタ12との間に接続されている。つまり、第2DC/DC変換器202の主回路21の第1端は、ケーブル15を介して第2DCコネクタ12に接続されており、第2端は、ノードN1に接続されている。第2DC/DC変換器202の主回路21は、第2DCコネクタ12及びDCバスdb1のうち一方から入力された電力を、所定の電力に変換して、他方へ出力する。
Further, the second DC /
制御部22は、1以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、コンピュータシステムのプロセッサが実行することにより、制御部22の少なくとも一部の機能が実現される。プログラムは、メモリに記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
The
制御部22は、主回路21の動作を制御する。具体例として、制御部22は、主回路21が有する1以上のスイッチング素子をPWM(Pulse Width Modulation)制御する。これにより、制御部22は、第1DCコネクタ11又は第2DCコネクタ12を介して接続された第1の蓄電装置401又は第2の蓄電装置402の充電電流及び放電電流を制御する。制御部22の機能の詳細は、後述する。
The
取得部23は、AC/DC変換器3と通信する機能を有している。通信方式は、DCバスdb1等の電力線又は信号線等を介した有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。取得部23は、AC/DC変換器3からドループ特性の情報を取得する。また、取得部23は、DCバスdb1の電圧(すなわち、バス電圧)を取得する機能を有している。図1では、バス電圧の大きさをVdb1と表す。取得部23は、例えば、主回路21の第1端に設けられた2つの第1入出力端子間の電圧、又は、主回路21の第2端に設けられた2つの第2入出力端子間の電圧を、バス電圧として測定することで、バス電圧を取得する。
The acquisition unit 23 has a function of communicating with the AC /
AC/DC変換器3は、主回路31と、制御回路32と、取得部33と、を有している。
The AC /
主回路31は、DC電力とAC電力との間で電力変換を行う回路である。より詳細には、主回路31は、DC電力をAC電力に変換する動作と、AC電力をDC電力に変換する動作と、を行う。すなわち、AC/DC変換器3は、双方向AC/DC変換器である。主回路31の第1端(2つ(図1では1つのみ図示)のDC端子34)は、DC電力の入出力端であり、DCバスdb1のノードN1に接続されている。主回路31の第2端(2つ(図1では1つのみ図示)のAC端子35)は、AC電力の入出力端であり、AC接続部13に接続されている。主回路31は、DCバスdb1から入力されたDC電力を、所定のAC電力に変換して、AC接続部13へ出力する。また、主回路31は、AC接続部13から入力されたAC電力を、所定のDC電力に変換して、DCバスdb1へ出力する。
The
制御回路32は、1以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、コンピュータシステムのプロセッサが実行することにより、制御回路32の少なくとも一部の機能が実現される。プログラムは、メモリに記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
The
制御回路32は、決定部321と、主回路制御部322と、を含んでいる。なお、決定部321及び主回路制御部322は、制御回路32によって実現される機能を示しているに過ぎず、必ずしも実体のある構成を示しているわけではない。
The
決定部321は、複数の蓄電装置4の各々のドループ特性を決定する。決定部321の機能の詳細は、後述する。
The
主回路制御部322は、主回路31の動作を制御する。具体例として、主回路制御部322は、主回路31が有する1以上のスイッチング素子をPWM(Pulse Width Modulation)制御する。これにより、主回路制御部322は、主回路31の入出力を制御する。また、これにより、主回路制御部322は、バス電圧を昇圧又は降圧する。
The main
取得部33は、制御回路32が制御に用いる情報を取得する。取得部33が取得する情報は、例えば、複数の蓄電装置4(蓄電池42)の各々の最大入力電流、最大出力電流、充電開始電圧、放電開始電圧、残存容量及び最大容量の情報を含む。最大容量は、蓄電装置4(蓄電池42)の満充電時の容量である。取得部33は、例えば、蓄電装置4(蓄電池42)の定格容量の情報を、最大容量の情報として取得する。また、取得部33が取得する情報は、例えば、バス電圧の測定値、複数の蓄電装置4の各々の入出力電流及び入出力電圧の測定値を含む。
The
(3)蓄電装置
複数の蓄電装置4の各々は、DC/DC変換器41と、蓄電池42と、接続部43と、を有している。
(3) Power Storage Device Each of the plurality of
DC/DC変換器41は、DC/DC変換を行う。より詳細には、DC/DC変換器41は、双方向DC/DC変換を行う。すなわち、DC/DC変換器41は、双方向DC/DC変換器である。DC/DC変換器41の第1端(2つの第1入出力端子)は、接続部43に接続されており、第2端(2つの第2入出力端子)は、蓄電池42に接続されている。DC/DC変換器41は、接続部43及び蓄電池42のうち一方から入力された電力を、所定の電力に変換して、他方へ出力する。
The DC /
蓄電池42は、例えば、リチウムイオン電池である。DC/DC変換器41の動作に応じて、蓄電池42の充電及び放電がなされる。すなわち、接続部43からDC/DC変換器41に入力され、DC/DC変換を経てDC/DC変換器41から出力される電力により、蓄電池42が充電される。また、蓄電池42が放電した電力がDC/DC変換器41に入力され、DC/DC変換を経て接続部43へ出力される。
The
接続部43は、例えば、コネクタである。より詳細には、接続部43は、インレットである。接続部43は、第1DCコネクタ11又は第2DCコネクタ12(接続対象)に着脱可能に接続される。接続部43は、接続対象に対応した規格に準拠している。つまり、接続部43は、接続対象に接続可能な構造を有している。一例として、接続部43は、CHAdeMO(登録商標)の規格に準拠している。
The
(4)電気自動車
本実施形態では、電気自動車C1が4輪自動車である場合を例に説明する。ただし、電気自動車C1は、4輪自動車に限定されず、2輪自動車、電動自転車又は電動アシスト自転車等であってもよい。また、本実施形態では、電気自動車C1がバッテリカー(積載した蓄電池を電源とする電気自動車)である場合を例に説明する。ただし、電気自動車C1は、蓄電池に加えて燃料電池を備えた燃料電池ハイブリッド車、又は、蓄電池に加えて内燃機関を備えたプラグインハイブリッド車であってもよい。
(4) Electric Vehicle In the present embodiment, a case where the electric vehicle C1 is a four-wheeled vehicle will be described as an example. However, the electric vehicle C1 is not limited to the four-wheeled vehicle, and may be a two-wheeled vehicle, an electric bicycle, an electrically assisted bicycle, or the like. Further, in the present embodiment, the case where the electric vehicle C1 is a battery car (an electric vehicle using a loaded storage battery as a power source) will be described as an example. However, the electric vehicle C1 may be a fuel cell hybrid vehicle equipped with a fuel cell in addition to the storage battery, or a plug-in hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine in addition to the storage battery.
電気自動車C1は、蓄電装置4と、ECU(Electronic Control Unit)430と、を備えている。
The electric vehicle C1 includes a
ECU430は、電気自動車C1の走行等に関わる諸動作を制御する。また、ECU430は、DC/DC変換器41の動作を制御する。
The
(5)その他の構成
本実施形態の施設F1は、ACバスab1と、太陽電池システム6と、接続部71と、連系開閉器73と、負荷開閉器74と、負荷75と、停電検出部76と、を備えている。
(5) Other Configurations The facility F1 of the present embodiment includes an AC bus ab1, a solar cell system 6, a
ACバスab1は、ノードN2を有している。ノードN2には、太陽電池システム6と、接続部71と、連系開閉器73と、負荷開閉器74と、が接続されている。ノードN2は、連系開閉器73を介して、電力系統72に接続されている。また、ノードN2は、負荷開閉器74を介して、負荷75に接続されている。なお、本実施形態では負荷75は1つであるが、施設F1は複数の負荷75を備えていてもよい。
The AC bus ab1 has a node N2. The solar cell system 6, the
太陽電池システム6は、AC/DC変換器61と、太陽電池62と、を有している。
The solar cell system 6 includes an AC /
AC/DC変換器61は、DC電力とAC電力との間で電力変換を行う。より詳細には、AC/DC変換器61は、DC電力をAC電力に変換する動作を行う。AC/DC変換器61の第1端(2つのDC端子)は、DC電力の入力端であり、太陽電池62に接続されている。AC/DC変換器61の第2端(2つのAC端子)は、AC電力の出力端であり、ACバスab1のノードN2に接続されている。AC/DC変換器61は、太陽電池62から入力されたDC電力を、所定のAC電力に変換して、ACバスab1へ出力する。
The AC /
接続部71は、例えば、ACバスab1としての電線の、先端部分である。接続部71は、AC接続部13(接続対象)に接続される。
The
AC/DC変換器3のAC端子35は、AC接続部13及び接続部71を介して、ACバスab1に接続される。ACバスab1には、電源(電力系統72及び太陽電池システム6)からAC電力が供給される。AC/DC変換器3のAC端子35は、電源からACバスab1、接続部71及びAC接続部13を介して、AC電力の供給を受けることができる。すなわち、AC/DC変換器3は、少なくとも電源に接続可能なAC端子35を有し、電源からの電力供給を受ける。
The
停電検出部76は、電力系統72から供給される電圧を監視している。この電圧が閾値を下回った場合、停電検出部76は、電力系統72の停電を検出する。
The power failure detection unit 76 monitors the voltage supplied from the
(6)ドループ制御
(6−1)概要
充放電システム1は、ドループ制御により、複数の蓄電装置4の各々の充電電流(入力電流)及び放電電流(出力電流)を制御することができる。より詳細には、充放電システム1は、複数(2つ)のDC/DC変換器2を備え、複数のDC/DC変換器2は、複数の蓄電装置4と一対一で対応する。具体的には、第1DC/DC変換器201は第1の蓄電装置401に対応し、第2DC/DC変換器202は第2の蓄電装置402に対応する。複数のDC/DC変換器2の各々は、対応する蓄電装置4と電力線(DCバスdb1)との間に接続されている。複数のDC/DC変換器2の各々は、制御部22を有し、制御部22は、決定部321で決定されたドループ特性に基づいて、対応する蓄電装置4を対象として、充電制御及び放電制御を行う。また、ドループ制御に用いられる観測量は、バス電圧であり、AC/DC変換器3の主回路制御部322は、バス電圧を変化させる。バス電圧の値が分かれば、制御部22は、ドループ特性に基づいて、充電電流又は放電電流を一意に決定できる。バス電圧の変化に追従して、制御部22は、ドループ特性に基づいて、複数の蓄電装置4の各々の充電電流又は放電電流を変化させる。
(6) Droop Control (6-1) Outline The charging / discharging
また、制御部22によるドループ特性に基づいた充電制御及び放電制御は、複数の蓄電装置4の充電電流の和と放電電流の和とを等しくする制御、又は、バス電圧を所定の基準値に近づける制御である。
Further, the charge control and the discharge control based on the droop characteristic by the
バス電圧を所定の基準値に近づける制御は、次のような制御である。すなわち、バス電圧が上記基準値よりも高ければ、制御部22がドループ特性に基づいた制御を行うことで、複数の蓄電装置4の充電電流の和が放電電流の和よりも大きくなり、バス電圧が低下しようとする。ただし、主回路制御部322は、バス電圧を維持させる。バス電圧が上記基準値よりも低ければ、制御部22がドループ特性に基づいた制御を行うことで、複数の蓄電装置4の充電電流の和が放電電流の和よりも小さくなり、バス電圧が上昇しようとする。ただし、主回路制御部322は、バス電圧を維持させる。上記基準値は、図2の原点Oに対応する電圧である。
The control that brings the bus voltage close to a predetermined reference value is as follows. That is, if the bus voltage is higher than the above reference value, the
制御回路32の決定部321がドループ特性を決定し、ドループ特性の情報をDC/DC変換器2の制御部22へ送信する処理の制御周期は、制御部22がドループ特性に基づいて蓄電装置4の制御を行う処理の制御周期よりも長い。つまり、制御部22は、決定部321から取得したドループ特性の情報を、新たなドループ特性の情報が決定部321から送信されるまで使用する。そのため、制御回路32が直接に蓄電装置4の制御を行う場合と比較して、制御回路32の通信量を低減させることができる。
The control cycle of the process in which the
本実施形態の充放電システム1を用いることにより、蓄電装置4の制御方法の一方式である高速通信制御方式を採用する場合と比較して、通信量を低減させることができる。高速通信制御方式では、本実施形態と同様に、DC/DC変換器と蓄電装置との組が複数組備えられ、各DC/DC変換器は1つのAC/DC変換器に接続される。そして、高速通信制御方式では、1つのAC/DC変換器から複数のDC/DC変換器に、光ファイバ等を介して出力指令を発することで、複数の蓄電装置を制御する。高速通信制御方式では、比較的短い制御周期で出力指令を発する必要があるため、通信量が比較的多くなる。
By using the charge /
(6−2)第1例
以下、図2を参照して、充放電システム1によるドループ制御の一例について説明する。
(6-2) First Example Hereinafter, an example of droop control by the charge /
AC/DC変換器3の決定部321は、複数の蓄電装置4の各々のドループ特性を、複数の蓄電装置4に個別に対応して決定する。図2は、複数の蓄電装置4のうち1つの蓄電装置4に対応して決定されるドループ特性の一例を表すグラフである。
The
横軸は蓄電装置4の蓄電池電流を表す。ここで、蓄電池電流をX[A]として、Xが正の値のとき、蓄電池電流は充電電流であり、Xが負の値のとき、蓄電池電流の絶対値は放電電流である、と定義する。つまり、蓄電池電流は、充電電流又は放電電流である。原点Oにおける蓄電池電流は、0[A]である。座標が原点Oよりも右にある場合は、蓄電装置4が充電され、座標が原点Oよりも左にある場合は、蓄電装置4は放電する。
The horizontal axis represents the storage battery current of the
縦軸はバス電圧(すなわち、DCバスdb1の電圧)を表す。原点Oにおけるバス電圧の値は、バス電圧の所定の基準値であって、0[V]よりも大きい。 The vertical axis represents the bus voltage (that is, the voltage of the DC bus db1). The value of the bus voltage at the origin O is a predetermined reference value of the bus voltage and is larger than 0 [V].
Vmaxは、バス電圧の最大値である。Vminは、バス電圧の最小値である。最大値Vmax及び最小値Vminは、予め決められている。 Vmax is the maximum value of the bus voltage. Vmin is the minimum value of the bus voltage. The maximum value Vmax and the minimum value Vmin are predetermined.
決定部321は、少なくともバス電圧の最大値Vmaxと最小値Vminとの間のドループ特性を決定する。つまり、決定部321は、バス電圧が最大値Vmaxと最小値Vminとの間で変化するときの蓄電池電流の変化を決定する。図2に線分L1で示すドループ特性は、バス電圧が増加するほど蓄電池電流が増加するような特性である。より詳細には、バス電圧の増加に伴い、蓄電池電流が線形に増加する。ここで、ドループ特性から、バス電圧が最大値Vmaxと最小値Vminとの間で変化するときの蓄電池電流の最大値Imax及び最小値Iminを求めることが可能である。なお、Imaxは充電電流の最大値であり、Imin=(放電電流の最大値)×(−1)である。
The
決定部321は、ドループ特性を決定するに際して、取得部33で取得された、蓄電装置4の最大入力電流及び最大出力電流の情報を参照する。すなわち、決定部321は、蓄電池電流の最大値Imaxが最大入力電流以下となり、最小値Iminの絶対値が最大出力電流以下となるように、ドループ特性を決定する。
When determining the droop characteristic, the
各DC/DC変換器2の取得部23は、決定部321からドループ特性の情報を取得する。各DC/DC変換器2において、制御部22は、ドループ特性に基づいて主回路21を制御する。これにより、制御部22は、蓄電装置4の蓄電池電流(充電制御における充電電流及び放電制御における放電電流)を制御する。
The acquisition unit 23 of each DC /
すなわち、バス電圧がVa(0≦Va≦Vmax)のときは、ドループ特性を表す図2のグラフにおいてVaに対応する座標での蓄電池電流の値Ia1が、正の値なので、蓄電装置4が充電される。上記値Ia1が、蓄電装置4の充電電流の目標値となる。
That is, when the bus voltage is Va (0 ≦ Va ≦ Vmax), the storage battery current value Ia1 at the coordinates corresponding to Va in the graph of FIG. 2 showing the droop characteristic is a positive value, so that the
バス電圧がVb(Vmin≦Vb≦0)のときは、Vbに対応する座標での蓄電池電流の値Ib1が、負の値なので、蓄電装置4が放電する。上記値Ib1の絶対値が、放電電流の目標値となる。
When the bus voltage is Vb (Vmin ≦ Vb ≦ 0), the storage battery current value Ib1 at the coordinates corresponding to Vb is a negative value, so that the
制御部22は、このように充電電流(又は放電電流)の目標値を決定し、蓄電装置4の充電電流(又は放電電流)が目標値に近づくように、主回路21を制御する。
The
また、このように、制御部22は、ドループ特性に基づいて、複数の蓄電装置4の各々を対象として充電制御及び放電制御のいずれを行うかを決定する。つまり、制御部22は、対応する蓄電装置4の蓄電池電流の値が正の値であれば、充電制御を行い、負の値であれば、放電制御を行う。充電制御は、充電電流の目標値を決定することを含む。放電制御は、放電電流の目標値を決定することを含む。
Further, in this way, the
蓄電装置4が満充電となった場合等に、制御回路32は、充電電流及び放電電流を0[A]にする。例えば、制御回路32の決定部321は、任意のバス電圧に対して蓄電池電流が0[A]となるドループ特性を制御部22に与えることで、充電電流及び放電電流を0[A]にする。あるいは、制御回路32の主回路制御部322は、バス電圧を基準値と等しくすることで、充電電流及び放電電流を0[A]にする。
When the
ここで、第1DC/DC変換器201では、制御部22は、主回路21を制御することで、第1の蓄電装置401の充電電流及び放電電流を制御する。一方で、第2DC/DC変換器202では、制御部22は、主回路21を制御することで、第2の蓄電装置402の充電電流及び放電電流を制御する。
Here, in the first DC /
決定部321は、第1DC/DC変換器201の制御部22に与えるドループ特性と、第2DC/DC変換器202の制御部22に与えるドループ特性とを、互いに異ならせることができる。これについて、図3〜図5を参照して説明する。
The
(6−3)第2例
図3では、第1DC/DC変換器201の制御部22に与えるドループ特性を線分L1で表し、第2DC/DC変換器202の制御部22に与えるドループ特性を線分L2で表す。つまり、線分L1は、第1の蓄電装置401に対応するドループ特性を表し、線分L2は、第2の蓄電装置402に対応するドループ特性を表す。
(6-3) Second Example In FIG. 3, the droop characteristic given to the
バス電圧がVa(0≦Va≦Vmax)のときは、第1の蓄電装置401に対応する蓄電池電流の値Ia1及び、第2の蓄電装置402に対応する蓄電池電流の値Ia2が、正の値なので、第1の蓄電装置401及び第2の蓄電装置402が充電される。第1の蓄電装置401の充電電流の目標値はIa1となり、第2の蓄電装置402の充電電流の目標値はIa2となる。
When the bus voltage is Va (0 ≦ Va ≦ Vmax), the storage battery current value Ia1 corresponding to the first
バス電圧がVb(Vmin≦Vb≦0)のときは、第1の蓄電装置401に対応する蓄電池電流の値Ib1及び、第2の蓄電装置402に対応する蓄電池電流の値Ib2が、負の値なので、第1の蓄電装置401及び第2の蓄電装置402が放電する。第1の蓄電装置401の放電電流の目標値はIb1の絶対値となり、第2の蓄電装置402の放電電流の目標値はIb2の絶対値となる。
When the bus voltage is Vb (Vmin ≦ Vb ≦ 0), the storage battery current value Ib1 corresponding to the first
また、第1の蓄電装置401の蓄電池電流と第2の蓄電装置402の蓄電池電流との和を、線分L12で表す。バス電圧がVa(0≦Va≦Vmax)のときは、第1の蓄電装置401の蓄電池電流と第2の蓄電装置402の蓄電池電流との和Ia12は、正の値となる。そのため、AC/DC変換器3(図1参照)からDCバスdb1(図1参照)に、Ia12だけ電流が供給される。この電流が、複数の蓄電装置4に供給される。
Further, the sum of the storage battery current of the first
一方で、バス電圧がVb(Vmin≦Vb≦0)のときは、第1の蓄電装置401の蓄電池電流と第2の蓄電装置402の蓄電池電流との和Ib12は、負の値となる。そのため、複数の蓄電装置4からDCバスdb1を経由してAC/DC変換器3に、Ib12だけ電流が供給される。
On the other hand, when the bus voltage is Vb (Vmin ≦ Vb ≦ 0), the sum Ib12 of the storage battery current of the first
すなわち、複数の蓄電装置4の各々は、電力線(DCバスdb1)を介してAC/DC変換器3に接続されており、AC/DC変換器3へ電流を供給することとAC/DC変換器3からの電流の供給を受けることとの少なくとも一方(本実施形態では両方)を行う。AC/DC変換器3に供給された電流は、負荷75及び電力系統72のうち少なくとも一方に供給される。
That is, each of the plurality of
線分L1、L2の傾きは、バス電圧の変化に対する蓄電池電流の変化率に相当する。決定部321は、例えば、次のようにして、線分L1、L2の傾きを決定する。すなわち、決定部321は、線分(ドループ特性)に対応する蓄電装置4の最大容量が大きいほど、線分の傾きを小さくする。これにより、バス電圧がある値のとき、複数の蓄電装置4のうち、最大容量が大きい蓄電装置4ほど、その充電電流又は放電電流の目標値は大きくなる。例えば、図3では、線分L1は、2つの蓄電装置4のうち最大容量が大きい蓄電装置4に対応し、線分L2は、2つの蓄電装置4のうち他方の蓄電装置4に対応する。蓄電装置4の最大容量に応じて目標値を決定することで、蓄電装置4の劣化を抑制できる。線分L1、L2の傾きの大きさは、蓄電装置4の最大容量に比例していてもよい。
The slopes of the line segments L1 and L2 correspond to the rate of change of the storage battery current with respect to the change of the bus voltage. The
(6−4)第3例
次に、図4に、第1DC/DC変換器201の制御部22に与えるドループ特性(線分L1)及び、第2DC/DC変換器202の制御部22に与えるドループ特性(線分L2)の別の一例を示す。
(6-4) Third Example Next, FIG. 4 shows a droop characteristic (line segment L1) given to the
図4では、線分L1は、図3と同様に、正の傾きである。つまり、線分L1に対応する蓄電装置4では、バス電圧が増加するほど蓄電池電流が増加する。一方で、図4では、線分L2は、負の傾きである。つまり、線分L2に対応する蓄電装置4では、バス電圧が増加するほど蓄電池電流が減少する。
In FIG. 4, the line segment L1 has a positive slope, as in FIG. That is, in the
バス電圧がVa(0≦Va≦Vmax)のときは、第1の蓄電装置401に対応する蓄電池電流の値Ia1が、正の値なので、第1の蓄電装置401が充電される。第1の蓄電装置401の充電電流の目標値はIa1となる。一方で、第2の蓄電装置402に対応する蓄電池電流の値Ia2が、負の値なので、第2の蓄電装置402が放電する。第2の蓄電装置402の放電電流の目標値はIa2の絶対値となる。
When the bus voltage is Va (0 ≦ Va ≦ Vmax), the storage battery current value Ia1 corresponding to the first
バス電圧がVb(Vmin≦Vb≦0)のときは、第1の蓄電装置401に対応する蓄電池電流の値Ib1が、負の値なので、第1の蓄電装置401が放電する。第1の蓄電装置401の放電電流の目標値はIb1の絶対値となる。一方で、第2の蓄電装置402に対応する蓄電池電流の値Ib2が、正の値なので、第2の蓄電装置402が充電される。第2の蓄電装置402の充電電流の目標値はIb2となる。
When the bus voltage is Vb (Vmin ≦ Vb ≦ 0), the storage battery current value Ib1 corresponding to the first
また、第1の蓄電装置401の蓄電池電流と第2の蓄電装置402の蓄電池電流との和を、線分L12で表す。バス電圧がVa(0≦Va≦Vmax)のときは、第1の蓄電装置401の蓄電池電流と第2の蓄電装置402の蓄電池電流との和Ia12は、正の値となる。そのため、AC/DC変換器3(図1参照)からDCバスdb1(図1参照)に、Ia12だけ電流が供給される。この電流が、複数の蓄電装置4に供給される。
Further, the sum of the storage battery current of the first
一方で、バス電圧がVb(Vmin≦Vb≦0)のときは、第1の蓄電装置401の蓄電池電流と第2の蓄電装置402の蓄電池電流との和Ib12は、負の値となる。そのため、複数の蓄電装置4からDCバスdb1を経由してAC/DC変換器3に、Ib12だけ電流が供給される。
On the other hand, when the bus voltage is Vb (Vmin ≦ Vb ≦ 0), the sum Ib12 of the storage battery current of the first
要するに、図3、図4で示したように、バス電圧がある値の場合に、複数の蓄電装置4の蓄電池電流の和が正の値のときは、AC/DC変換器3からDCバスdb1を経由して複数の蓄電装置4に電流が供給され、負の値のときは、複数の蓄電装置4からDCバスdb1を経由してAC/DC変換器3に電流が供給される。
In short, as shown in FIGS. 3 and 4, when the bus voltage is a certain value and the sum of the storage battery currents of the plurality of
(6−5)第4例
また、決定部321は、次のような条件を満たすドループ特性を決定する機能を有する。上記条件は、複数の蓄電装置4の充電電流の和と複数の蓄電装置4の放電電流の和とを等しくするという条件である。上記条件は、言い換えると、任意のバス電圧に対して、複数の蓄電装置4の蓄電池電流の和が0となるという条件である。更に言い換えると、上記条件は、図5に示すように、線分L12が縦軸の一部と一致するという条件である。ここでは、蓄電装置4として第1の蓄電装置401及び第2の蓄電装置402の2つが制御対象なので、線分L1及び線分L2が縦軸を対称軸として線対称であれば、上記条件が満たされる。言い換えると、任意のバス電圧に対して、線分L1で表される蓄電池電流が、線分L2で表される蓄電池電流の(−1)倍であれば、上記条件が満たされる。
(6-5) Fourth Example Further, the
上記条件が満たされることで、電力が融通される範囲を、複数の蓄電装置4間に限定できる。すなわち、DCバスdb1からACバスab1へ供給される電力と、ACバスab1からDCバスdb1へ供給される電力とを等しくする(実質ゼロにする)ことができる。これにより、複数の蓄電装置4間で効率的に電力を融通できる。
By satisfying the above conditions, the range in which electric power is interchanged can be limited between the plurality of
また、決定部321は、次のような機能を有する。その機能とは、制御部22に、複数の蓄電装置4のうち一部の蓄電装置4を対象として充電制御をさせ、同時に、制御部22に、複数の蓄電装置4のうち別の一部の蓄電装置4を対象として放電制御をさせるという機能である。例えば、図4、図5では、上記機能が実現されている。
Further, the
(7)充放電システムの使用例
図1に示すように、充放電システム1の第1DCコネクタ11は、例えば、電気自動車C1の蓄電装置4(第1の蓄電装置401)に接続される。また、第2DCコネクタ12は、例えば、据置き型の蓄電装置4(第2の蓄電装置402)に接続される。このような場合の充放電システム1の使用例について、以下で説明する。
(7) Example of Use of Charge / Discharge System As shown in FIG. 1, the first DC connector 11 of the charge /
なお、本実施形態では、制御回路32が、後述する第1制御部、第2制御部及び第3制御部としての機能を有するが、第1制御部、第2制御部及び第3制御部としての機能が制御回路32以外の構成により実現されてもよい。また、第1制御部、第2制御部及び第3制御部としての機能が複数の構成に分散して設けられてもよい。
In the present embodiment, the
(7−1)ピークカット機能
制御回路32(第1制御部)は、第2DCコネクタ12から第1DCコネクタ11への電力供給を制御する。制御回路32は、ピークカット機能を有する。ここで言うピークカット機能とは、AC/DC変換器3から第1DCコネクタ11へ供給される電力が閾値を下回るように第2DCコネクタ12から第1DCコネクタ11へ供給される電力を制御する機能である。制御回路32は、電気自動車C1の第1の蓄電装置401を充電する場合に、ピークカット機能を用いる。なお、制御回路32は、ピークカット機能の有効と無効とを切り替える機能を有していてもよい。ピークカット機能の有効と無効との切替えは、ユーザの操作によりなされてもよいし、外部からの信号入力に応じてなされてもよいし、所定の条件に応じて自動でなされてもよい。所定の条件は、例えば、第1の蓄電装置401を急速充電する場合であるという条件である。急速充電とは、第1の蓄電装置401に供給する電流の大きさが所定値以上である状態での充電を言う。
(7-1) Peak Cut Function The control circuit 32 (first control unit) controls the power supply from the
閾値は、予め決められていてもよいし、施設F1の契約電力及びピークカット機能の実行時の施設F1の消費電力等に関する条件に応じて制御回路32等により決められてもよい。
The threshold value may be determined in advance, or may be determined by the
第1DCコネクタ11には、例えば、第1の蓄電装置401が接続され、第2DCコネクタ12には、例えば、第2の蓄電装置402が接続される。この場合に、例えば、図4に示すようなドループ特性を用いることで、ピークカット機能を実現できる。図4において線分L1で表されるドループ特性が、第1の蓄電装置401に対応し、線分L2で表されるドループ特性が、第2の蓄電装置402に対応する。
For example, the first
制御回路32の主回路制御部322は、バス電圧をVa(0<Va≦Vmax)にする。これにより、第1の蓄電装置401が充電され、第2の蓄電装置402が放電する。また、AC/DC変換器3からDCバスdb1へ電流が供給される。つまり、第1の蓄電装置401は、第2の蓄電装置402及びAC/DC変換器3から供給される電流により充電される。AC/DC変換器3から供給される電流は、元を辿れば、電力系統72又は太陽電池システム6から供給される電流である。AC/DC変換器3から供給される電流の大きさは、第1の蓄電装置401の蓄電池電流と第2の蓄電装置402の蓄電池電流との和Ia12に等しい。言い換えると、AC/DC変換器3から供給される電流の大きさは、第1の蓄電装置401の充電電流から第2の蓄電装置402の放電電流を引いた値に等しい。つまり、第2の蓄電装置402の放電電流では賄いきれない分の電流が、AC/DC変換器3から供給され、第1の蓄電装置401を充電する。
The main
AC/DC変換器3から供給される電流のみにより第1の蓄電装置401を充電する場合と比較して、ピークカット機能を用いることで、AC/DC変換器3から供給される電流を低減できる。これにより、第1の蓄電装置401の充電時に、電力系統72からの買電電力のピーク値を抑制することができる。よって、買電電力のピーク値に応じた電力料金を低減させることができる。また、買電電力のピーク値に応じて必要なトランス等の設備を、より容量の大きい設備に変更する必要が生じる可能性を、低減させることができる。また、従来、電気自動車の蓄電装置に電力を供給するための電力の引込線を、その他の設備(負荷等)に電力を供給するための引込線とは別に設けることがあった。このような構成から、引込線を1本にまとめるように構成を変更する場合に、1本の引込線から供給される電力のピーク値が増加する可能性を低減させることができる。
Compared with the case where the first
(7−2)VtoX給電機能
制御回路32(第2制御部)は、第1DCコネクタ11から第2DCコネクタ12への電力供給を制御する。制御回路32は、VtoX(Vehicle to X)給電機能を有する。ここで言うVtoX給電機能とは、第1DCコネクタ11に電気自動車C1の蓄電装置4(第1の蓄電装置401)が接続されているときに、第1DCコネクタ11から第2DCコネクタ12へ電力供給させる機能である。VtoX給電機能を開始するためのトリガは、ユーザの操作であってもよいし、外部からの信号入力であってもよいし、第1DCコネクタ11に電気自動車C1の蓄電装置4が接続されることを含む所定の条件が満たされることであってもよい。
(7-2) VtoX power supply function The control circuit 32 (second control unit) controls the power supply from the first DC connector 11 to the
第2DCコネクタ12には、例えば、第2の蓄電装置402が接続される。この場合に、例えば、図5に示すようなドループ特性を用いることで、VtoX給電機能を実現できる。図5において線分L1で表されるドループ特性が、第1の蓄電装置401に対応し、線分L2で表されるドループ特性が、第2の蓄電装置402に対応する。
For example, a second
制御回路32の主回路制御部322は、バス電圧をVb(Vmin≦Vb<0)にする。これにより、第1の蓄電装置401が放電し、第2の蓄電装置402が充電される。つまり、第2の蓄電装置402は、第1の蓄電装置401から供給される電流により充電される。
The main
ユーザは、電力系統72の停電時等に、VtoX給電機能を利用することができる。例えば、ユーザは、電気自動車の蓄電装置を充電するための設備まで電気自動車C1を走行させる。ただし、この設備には電力系統72から電力供給が行われている、又は、この設備が有する発電装置又は蓄電装置の電力により電気自動車の蓄電装置を充電可能であるとする。ユーザは、この設備により電気自動車C1の蓄電装置4を充電した後、電気自動車C1を施設F1まで走行させる。その後、VtoX給電機能を開始して、電気自動車C1の蓄電装置4(第1の蓄電装置401)から第2の蓄電装置402に給電する。
The user can use the VtoX power supply function in the event of a power failure of the
なお、例えば、電気自動車C1が燃料電池ハイブリッド車の場合は、水素を補給して、燃料電池で発生する電流により第2の蓄電装置402に給電してもよい。
For example, when the electric vehicle C1 is a fuel cell hybrid vehicle, hydrogen may be replenished and the second
また、VtoX給電機能の実行時に、第2DCコネクタ12には、第2の蓄電装置402に代えて、負荷が接続されていてもよい。
Further, when the VtoX power supply function is executed, a load may be connected to the
(7−3)停電バックアップ機能
制御回路32(第3制御部)は、第1DCコネクタ11と第2DCコネクタ12とのうち少なくとも一方からAC/DC変換器3への電力供給を制御する。制御回路32は、停電バックアップ機能を有する。ここで言う停電バックアップ機能とは、停電の発生時に、第1DCコネクタ11と第2DCコネクタ12とのうち少なくとも一方からAC/DC変換器3へ電力供給させる機能である。
(7-3) Power failure backup function The control circuit 32 (third control unit) controls the power supply to the AC /
停電検出部76が電力系統72の停電を検出するという条件を満たすと、制御回路32は、停電バックアップ機能を開始する。これにより、負荷75に電流を供給することができる。なお、停電バックアップ機能を開始するための条件として、ユーザの操作、外部からの信号入力、及び、第1DCコネクタ11と第2DCコネクタ12とのうち少なくとも一方に蓄電装置4が接続されること等が更に含まれていてもよい。
When the condition that the power failure detection unit 76 detects the power failure of the
第1DCコネクタ11には、例えば、第1の蓄電装置401が接続され、第2DCコネクタ12には、例えば、第2の蓄電装置402が接続される。この場合に、例えば、図3に示すようなドループ特性を用いることで、ピークカット機能を実現できる。図3において線分L1で表されるドループ特性が、第1の蓄電装置401に対応し、線分L2で表されるドループ特性が、第2の蓄電装置402に対応する。
For example, the first
制御回路32の主回路制御部322は、バス電圧をVb(Vmin≦Vb<0)にする。これにより、第1の蓄電装置401及び第2の蓄電装置402が放電する。第1の蓄電装置401及び第2の蓄電装置402の放電電力の和Ib12に相当する電流は、DCバスdb1、AC/DC変換器3及びACバスab1を介して、負荷75に供給される。
The main
(実施形態1の変形例)
以下、実施形態1の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。
(Modified Example of Embodiment 1)
Hereinafter, modifications of the first embodiment will be listed. The following modifications may be realized in appropriate combinations.
充放電システム1と同様の機能は、充放電方法、(コンピュータ)プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。
The same function as the charge /
一態様に係る充放電方法は、複数の蓄電装置4の各々の充電電流及び放電電流を制御する方法である。複数の蓄電装置4は、電力線(DCバスdb1)を介して相互に接続されている。充放電方法は、決定処理と、制御処理と、を有する。決定処理は、ドループ特性を決定する処理である。ドループ特性は、所定の観測量(バス電圧)が増加するほど複数の蓄電装置4の各々の充電電流又は放電電流を増加又は減少させる特性である。制御処理は、充電制御と、放電制御とを、決定処理で決定されたドループ特性に基づいて行う処理である。充電制御は、電力線から供給される電流により複数の蓄電装置4のうち少なくとも1つを充電する制御である。放電制御は、複数の蓄電装置4のうち少なくとも1つに放電させ電力線へ電流を供給させる制御である。
The charging / discharging method according to one aspect is a method of controlling the charging current and the discharging current of each of the plurality of
具体的には、図6に示すように、まず、決定部321は、複数の蓄電装置4に個別に対応して、ドループ特性を決定する(ステップST1:決定処理)。制御部22は、取得部23を介して、決定部321からドループ特性の情報を取得する(ステップST2)。また、主回路制御部322は、バス電圧を昇圧又は降圧する(ステップST3)。なお、主回路制御部322は、バス電圧を変化させる処理を任意のタイミングで行ってよい。制御部22は、バス電圧の大きさを監視する。
Specifically, as shown in FIG. 6, first, the
ここで、一例として、ドループ特性が図2の線分L1で表される場合は、バス電圧が基準値より高いと(ステップST4:YES)、制御部22は充電制御をし(ステップST5)、バス電圧が基準値よりも低いと(ステップST4:NO、ステップST6:NO)、制御部22は放電制御をする(ステップST7)。バス電圧が基準値と等しいと(ステップST6:YES)、制御部22は充電制御と放電制御とのいずれも行わない。
Here, as an example, when the droop characteristic is represented by the line segment L1 in FIG. 2, when the bus voltage is higher than the reference value (step ST4: YES), the
また、決定部321は、ドループ特性を適宜新しく決定する。決定部321がドループ特性を新しく決定すると(ステップST8:YES)、新たなドループ特性の情報が制御部22で取得され、制御部22で用いられるドループ特性が更新される(ステップST9)。
In addition, the
図6のフローチャートは、充放電方法の一例に過ぎず、処理を適宜省略又は追加してもよいし、処理の順番が適宜変更されていてもよい。 The flowchart of FIG. 6 is merely an example of a charging / discharging method, and the processing may be omitted or added as appropriate, or the order of the processing may be changed as appropriate.
一態様に係るプログラムは、上記の充放電方法を1以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。 The program according to one aspect is a program for causing one or more processors to execute the above charging / discharging method.
本開示における充放電システム1は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における充放電システム1としての機能の少なくとも一部が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1ないし複数の電子回路で構成される。
The charge /
また、充放電システム1における複数の機能が、1つの筐体内に集約されていることは充放電システム1に必須の構成ではなく、充放電システム1の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、充放電システム1の少なくとも一部の機能、例えば、制御部22又は制御回路32の一部の機能がクラウド(クラウドコンピューティング)等によって実現されてもよい。
Further, it is not an essential configuration for the charge /
反対に、実施形態1において、複数の装置に分散されている複数の構成が、1つの筐体内に集約されていてもよい。 On the contrary, in the first embodiment, a plurality of configurations distributed in a plurality of devices may be integrated in one housing.
制御回路32は、AC/DC変換器3に備えられることに限定されない。例えば、充放電システム1は、制御回路32の少なくとも一部の機能を備えた制御装置を備えていてもよい。また、制御回路32の少なくとも一部の機能が、例えば、DC/DC変換器2又は蓄電装置4に備えられていてもよい。
The
制御部22は、DC/DC変換器2に備えられることに限定されない。例えば、制御部22は、上記制御装置、AC/DC変換器3又は蓄電装置4に備えられていてもよい。蓄電装置4において、制御部22は、DC/DC変換器41に含まれていてもよいし、DC/DC変換器41とは別に設けられていてもよい。
The
また、複数の構成(実施形態1では、複数のDC/DC変換器2)に分散して設けられた複数の制御部22によりドループ制御がなされることは必須ではない。例えば、上記制御装置、AC/DC変換器3又は1つのDC/DC変換器2が、1つの制御部22を備え、この制御部22により、ドループ制御がなされてもよい。
Further, it is not essential that droop control is performed by a plurality of
また、少なくとも1つの制御部22と制御回路32とが複数の構成(実施形態1では、DC/DC変換器2及びAC/DC変換器3)に分散して設けられることは必須ではない。
Further, it is not essential that at least one
また、充放電システム1において、複数のDC/DC変換器2は、必須の構成ではない。充放電システム1が複数のDC/DC変換器2を備えていない場合に、複数の蓄電装置4のドループ制御を行うためには、複数のDC/DC変換器2とは別の構成が制御部22を備えていればよい。例えば、複数の蓄電装置4の各々が制御部22を備えていればよい。
Further, in the charge /
ACバスab1には、蓄電装置4が接続されていてもよい。ACバスab1(電力線)を介して相互に接続された複数の蓄電装置4の各々の充電電流及び放電電流の制御が、ドループ制御により行われてもよい。
The
AC/DC変換器3は、AC接続部13を介さずにACバスab1に接続されてもよい。
The AC /
AC/DC変換器3は、充放電システム1の構成に含まれていなくてもよい。また、AC/DC変換器3は、筐体10の外部に設けられてもよい。充放電システム1は、DCバスdb1をAC/DC変換器3に接続するためのDC接続部を備えていてもよい。DC接続部は、例えば、コネクタである。
The AC /
施設F1は、任意で、太陽電池システム6又は燃料電池システム等の発電システムを備えていてもよい。発電システムは、ACバスab1に接続されてもよいし、第1DCコネクタ11又は第2DCコネクタ12に接続されてもよい。
Facility F1 may optionally include a power generation system such as a solar cell system 6 or a fuel cell system. The power generation system may be connected to the AC bus ab1 or may be connected to the first DC connector 11 or the
第1DCコネクタ11と第2DCコネクタ12とで、形状等の仕様が異なっていてもよい。
The first DC connector 11 and the
電気自動車C1の第1の蓄電装置401の接続部43と、施設F1の第2の蓄電装置402の接続部43とで、形状等の仕様が異なっていてもよい。
The specifications such as the shape may be different between the
ケーブル15は、充放電システム1の筐体10に後付け可能であってもよい。この場合、充放電システム1は、ケーブル15を接続可能な第1DCコネクタ11及び第2DCコネクタ12を備えていればよい。さらに、この場合、第1DCコネクタ11及び第2DCコネクタ12は、実施形態1のように蓄電装置4の接続部43に直接接続されるのではなく、ケーブル15を介して接続される。
The
蓄電装置4は、複数の蓄電池42を有していてもよい。
The
蓄電池電流は、バス電圧の増加に伴い線形に変化することに限定されず、非線形に変化してもよい。 The storage battery current is not limited to changing linearly with an increase in bus voltage, and may change non-linearly.
ドループ制御で監視される観測量は、バス電圧に限定されない。観測量は、例えば、制御部22に送信される信号に含まれる値であってもよい。信号は、例えば、制御回路32により送信されればよい。また、信号は、例えば、DCバスdb1等の電力線又は信号線等を介して有線通信により送信されてもよいし、無線通信により送信されてもよい。また、複数の蓄電装置4がACバスab1に接続される場合に、観測量は、例えば、ACバスab1の電圧又は電流の、周波数又は位相であってもよい。
Observables monitored by droop control are not limited to bus voltage. The observed amount may be, for example, a value included in the signal transmitted to the
(実施形態2)
以下、実施形態2に係る充放電システム1について、図7を用いて説明する。実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、以下の実施形態は、実施形態1の各変形例と適宜組み合わせて実現されてもよい。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the charge /
本実施形態の決定部321は、所定の観測量(ここでは、バス電圧)が所定範囲内の場合に、複数の蓄電装置4の各々の充電電流及び放電電流を0[A]とする機能を有する。
The
より詳細には、第1オフセット電圧VO1及び第2オフセット電圧VO2が予め決められている。第1オフセット電圧VO1は正の値であり、第2オフセット電圧VO2は負の値である。第1オフセット電圧VO1は例えば、0.1[mV]〜数[mV]である。第2オフセット電圧VO2は例えば、−0.1[mV]〜マイナス数[mV]である。本実施形態では、VO1=(−1)×VO2を満たす。
More specifically, the first offset
決定部321は、バス電圧が第1オフセット電圧VO1よりも小さく第2オフセット電圧VO2よりも大きい範囲で各蓄電装置4の蓄電池電流が0[A]となるように、ドループ特性を決定する。これにより、バス電圧(測定値)が0[V]付近でゆらぐ場合に、蓄電池電流が0[A]となる。つまり、バス電圧が0[V]付近の値であるときは、蓄電装置4に対して充電制御及び放電制御のいずれもなされない。これにより、バス電圧のゆらぎが原因で充電電流及び放電電流が変動する可能性を低減できる。また、バス電圧が0[V]付近でゆらぐ場合に充電制御と放電制御とが頻繁に切り替わる可能性を低減できる。つまり、循環電流が生じる可能性を低減できる。
The
(実施形態3)
以下、実施形態3に係る充放電システム1Aについて、図8、図9を用いて説明する。実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、以下の実施形態は、実施形態1の各変形例及び実施形態2と適宜組み合わせて実現されてもよい。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the charge /
図8に示すように、本実施形態の充放電システム1Aは、第2DCコネクタ12を複数(2つ)備えている点で、実施形態1の充放電システム1と相違する。
As shown in FIG. 8, the charge /
また、充放電システム1Aは、第2DC/DC変換器202を複数(2つ)備えている。さらに、充放電システム1Aは、各第2DCコネクタ12を保持するケーブル15を備えている。各第2DCコネクタ12に、1つの第2DC/DC変換器202及び1つのケーブル15が対応している。各第2DC/DC変換器202の第1端は、対応するケーブル15を介して、対応する第2DCコネクタ12に接続されており、第2端は、ノードN1に接続されている。
Further, the charge /
図8では、一例として、複数の第2DCコネクタ12の各々に蓄電装置4(第2の蓄電装置402)が接続されている。この場合、充放電システム1Aには、計3つの蓄電装置4(1つの第1の蓄電装置401及び2つの第2の蓄電装置402)が接続されていることになる。この場合の3つの蓄電装置4に対するドループ制御の一例を、図9を用いて説明する。
In FIG. 8, as an example, the power storage device 4 (second power storage device 402) is connected to each of the plurality of
図9において線分L1、L2、L3で表されるドループ特性が、3つの蓄電装置4と一対一で対応する。個別の蓄電装置4の制御方法は、実施形態1と同様である。すなわち、各蓄電装置4の充電電流又は放電電流は、バス電圧に対応する充電電流又は放電電流となるように制御される。
In FIG. 9, the droop characteristics represented by the line segments L1, L2, and L3 correspond one-to-one with the three
また、3つの蓄電装置4の蓄電池電流の和を、線分L123で表す。バス電圧がある値のとき、AC/DC変換器3からDCバスdb1に電流が供給されるか、DCバスdb1からAC/DC変換器3に電流が供給されるかは、バス電圧に対応する座標での3つの蓄電装置4の蓄電池電流の和により決まる。すなわち、3つの蓄電装置4の蓄電池電流の和が正の値のときは、AC/DC変換器3からDCバスdb1に電流が供給され、負の値のときは、DCバスdb1からAC/DC変換器3に電流が供給される。
Further, the sum of the storage battery currents of the three
つまり、蓄電装置4の個数に関わらず、バス電圧がある値のとき、AC/DC変換器3からDCバスdb1に電流が供給されるか、DCバスdb1からAC/DC変換器3に電流が供給されるかは、バス電圧に対応する座標での1又は複数の蓄電装置4の蓄電池電流の和により決まる。
That is, regardless of the number of
なお、第2DCコネクタ12の個数は、2つに限定されず、3つ以上であってもよい。また、充放電システム1Aは、第1DCコネクタ11を複数備えていてもよい。つまり、充放電システム1Aは、1又は複数の第1DCコネクタ11と、1又は複数の第2DCコネクタ12と、を備えていてもよい。
The number of the
また、1つのDC/DC変換器2に、2つ以上の蓄電装置4が接続されてもよい。DC/DC変換器2は、上記2つ以上の蓄電装置4に対して、共通の制御を行ってもよいし、それぞれ異なる制御を行ってもよい。
Further, two or more
(実施形態4)
以下、実施形態4に係る充放電システム1Bについて、図10を用いて説明する。実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、以下の実施形態は、上述の各実施形態(変形例を含む)と適宜組み合わせて実現されてもよい。
(Embodiment 4)
Hereinafter, the charge /
本実施形態の充放電システム1Bは、実施形態3の充放電システム1Aと同様に、第2DC/DC変換器202を複数(2つ)備えている。各第2DC/DC変換器202は、例えば、第2の蓄電装置402又は太陽電池62等に接続される。図10では、一方の第2DC/DC変換器202は、第2DCコネクタ12を介して、第2の蓄電装置402に接続されている。図10では、他方の第2DC/DC変換器202は、第2DCコネクタ12を介さずに、太陽電池62に接続されている。なお、第2DC/DC変換器202は、第2DCコネクタ12と、第2DCコネクタ12に接続されるアダプタとを介して、太陽電池62に接続されてもよい。
The charge /
また、本実施形態の充放電システム1Bは、筐体10(第2筐体)とは別に、第1筐体20を備えている。第1筐体20は、第1DC/DC変換器201を収容している。第1筐体20は、例えば、駐車場に設置される。筐体10(第2筐体)は、2つの第2DC/DC変換器202及びAC/DC変換器3を収容している。筐体10(第2筐体)は、例えば、駐車場に付属する建物内又は建物の近傍に設置される。
Further, the charging / discharging
つまり、充放電システム1Bは、筐体10(第2筐体)及びその内部の構成を含む第2装置100Bと、第1筐体20及びその内部の構成を含む第1装置200と、を備えている。
That is, the charge /
第1DC/DC変換器201は、ノードN1に接続されている。第1DC/DC変換器201とノードN1との接続方式は、第1DCコネクタ11の接続方式(CHAdeMO(登録商標))と異なる方式であってよい。
The first DC /
第1DCコネクタ11は、ケーブル15を介して、第1DC/DC変換器201に接続されている。これにより、第1DCコネクタ11は、ケーブル15及び第1DC/DC変換器201を介して、ノードN1に接続されている。よって、第1DCコネクタ11が電気自動車C1の第1の蓄電装置401に接続されると、ノードN1と第1の蓄電装置401との間で電力を融通することができる。
The first DC connector 11 is connected to the first DC /
本実施形態の充放電システム1Bによれば、第1DC/DC変換器201を収容した第1筐体20と2つの第2DC/DC変換器202を収容した筐体10とを互いに異なる位置に設置できる。よって、筐体10を小型化し、筐体10が占有するスペースを小さくすることができる。
According to the charging / discharging
なお、ノードN1には、複数の第1DC/DC変換器201が接続されていてもよい。
A plurality of first DC /
(実施形態5)
以下、実施形態5に係る充放電システム1Cについて、図11を用いて説明する。実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、以下の実施形態は、上述の各実施形態(変形例を含む)と適宜組み合わせて実現されてもよい。
(Embodiment 5)
Hereinafter, the charge /
本実施形態では、充放電システム1Cの外部の構成として、アダプタ51が設けられている。アダプタ51は、第1接続部511と、第2接続部512と、配線513と、を備えている。第1接続部511は、第2DCコネクタ12に接続される。第2接続部512は、第2の蓄電装置402に接続される。第1接続部511及び第2接続部512は、配線513を介して接続されている。
In the present embodiment, the
第1接続部511は、第2DCコネクタ12と直接接続可能な構造を有している。一例として、第1接続部511の構造は、CHAdeMO(登録商標)の規格に準拠している。第2接続部512の構造は、第1接続部511の構造と異なる。
The
充放電システム1Cは、複数(図11では、3つ)の第2の蓄電装置402を備えている。つまり、充放電システム1Cは、筐体10及びその内部の構成を含む第2装置100と、複数の第2の蓄電装置402と、を備えている。
The charge /
各第2の蓄電装置402は、DC/DC変換器41と、蓄電池42と、ノードN3と、を有している。
Each second
また、複数の第2の蓄電装置402のうち少なくとも1つは、第2DCコネクタ12に接続される第1端子44を有している。複数の第2の蓄電装置402の各々は、複数の第2の蓄電装置402のうち別の第2の蓄電装置402に接続される第2端子45を有している。本実施形態では、複数の第2の蓄電装置402の各々が、第1端子44と、複数(図11では2つ)の第2端子45と、を有している。
Further, at least one of the plurality of second
DC/DC変換器41の第1端は、ノードN3に接続されており、第2端は、蓄電池42に接続されている。第1端子44及び2つの第2端子45は、ノードN3に接続されている。
The first end of the DC /
第1端子44は、アダプタ51の第2接続部512に接続可能である。よって、第1端子44は、アダプタ51を介して第2DCコネクタ12に接続される。
The
複数の第2の蓄電装置402は、互いに接続可能である。より詳細には、第2の蓄電装置402の2つの第2端子45のうち少なくとも一方が、別の第2の蓄電装置402の第2端子45に接続することで、複数の第2の蓄電装置402が互いに接続可能である。本実施形態では、接続ケーブル18を介して、複数の第2の蓄電装置402が互いに接続可能である。接続ケーブル18は、2つの接続部181と、配線182と、を有している。2つの接続部181は、配線182の両端に設けられている。2つの接続部181は、第2の蓄電装置402の第2端子45に接続可能である。
The plurality of second
図11では、3つの第2の蓄電装置402のうち1つの第1端子44に、アダプタ51の第2接続部512が接続されている。
In FIG. 11, the
また、図11では、3つの第2の蓄電装置402が接続ケーブル18を介して互いに接続されている。これにより、3つの第2の蓄電装置402が並列に接続されている。つまり、各第2の蓄電装置402のノードN3を結ぶDCラインが形成されている。蓄電池42の出力電力は、上記DCラインへ供給される。また、第2DC/DC変換器202からアダプタ51を介して上記DCラインへ供給される電力は、各第2の蓄電装置402の蓄電池42へ入力される。
Further, in FIG. 11, three second
本実施形態では、接続ケーブル18と第2端子45とを着脱することで、第2の蓄電装置402の並列数を増減させることが可能である。また、並列に接続された複数の第2の蓄電装置402のドループ制御は、第2DC/DC変換器202により行われる。つまり、並列に接続された複数の第2の蓄電装置402を、複数台分の容量を有する1つの第2の蓄電装置402とみなしてドループ制御が行われる。よって、第2の蓄電装置402の並列数を増加させた場合であっても、ドループ制御のための通信線等を新たに設けることなく、各第2の蓄電装置402の充放電を制御できる。
In the present embodiment, the number of parallels of the second
なお、複数の第2の蓄電装置402のうち少なくとも1つは、第1端子44に代えて、第2DCコネクタ12と直接接続するための接続部43(図1参照)を有していてもよい。
At least one of the plurality of second
(実施形態6)
以下、実施形態6に係る充放電システム1Dについて、図12を用いて説明する。実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、以下の実施形態は、上述の各実施形態(変形例を含む)と適宜組み合わせて実現されてもよい。
(Embodiment 6)
Hereinafter, the charge / discharge system 1D according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In addition, the following embodiments may be realized in combination with the above-described embodiments (including modifications) as appropriate.
充放電システム1Dは、筐体10及びその内部の構成を含む第2装置100と、分配装置8と、を備えている。
The charge / discharge system 1D includes a
分配装置8は、筐体80と、制御システムCS1と、接続部83と、複数(図12では3つ)の第1DCコネクタ84と、複数(図12では3つ)の保持部85と、複数(図12では3つ)のケーブル86と、を備えている。制御システムCS1は、複数(図12では3つ)の機器81と、供給制御回路82と、を含む。
The
接続部83は、第1DCコネクタ11に直接接続可能な構造を有している。一例として、接続部83の構造は、CHAdeMO(登録商標)の規格に準拠している。
The
各第1DCコネクタ84は、電気自動車C1の接続部43(インレット)に直接接続可能な構造を有している。一例として、第1DCコネクタ84の構造は、CHAdeMO(登録商標)の規格に準拠している。図12では、複数(3つ)の電気自動車C1が図示されている。複数の第1DCコネクタ84は、複数の電気自動車C1と一対一で対応する。図12では、各第1DCコネクタ84は、対応する電気自動車C1の接続部43に接続されている。
Each
筐体80は、複数の機器81と、供給制御回路82と、を収容している。複数のケーブル86の各々の第1端は、筐体80に保持されている。複数のケーブル86の各々の第2端には、保持部85が設けられている。保持部85は、第1DCコネクタ84を保持している。
The
複数の機器81の各々は、例えば、DC/DC変換器である。つまり、一例として制御システムCS1は、DC/DC変換器を含む。複数の機器81は、複数の第1DCコネクタ84と一対一で対応する。各機器81は、対応する第1DCコネクタ84を介して、電気自動車C1の接続部43に接続される。
Each of the plurality of
供給制御回路82は、複数の機器81の各々に制御信号を送信する。制御信号によって、供給制御回路82は、複数の機器81の各々の動作を制御する。これにより、制御システムCS1(供給制御回路82)は、複数の第1DCコネクタ84を介した電力供給を1つの第1DCコネクタ84ごとに制御する。すなわち、供給制御回路82は、第1DC/DC変換器201から接続部83及び各機器81を介して電気自動車C1に供給される電力、及び、電気自動車C1から各機器81及び接続部83を介して第1DC/DC変換器201に供給される電力を制御する。供給制御回路82による各機器81(DC/DC変換器)の制御は、出力電力の大きさを調整することを含む。
The
供給制御回路82は、例えば、各電気自動車C1の蓄電装置4の残容量に応じて各機器81を制御する。具体的には、供給制御回路82は、残容量が少ない蓄電装置4ほど蓄電装置4に供給される電力が大きくなるよう、また、残容量が少ない蓄電装置4ほど蓄電装置4から出力される電力が小さくなるよう各機器81を制御する。
The
また、供給制御回路82は、例えば、複数の電気自動車C1と複数の第1DCコネクタ84との接続順に応じて各機器81を制御する。具体的には、供給制御回路82は、先に第1DCコネクタ84に接続された電気自動車C1ほど蓄電装置4に供給される電力が大きくなるよう各機器81を制御する。
Further, the
また、供給制御回路82は、例えば、複数の電気自動車C1の蓄電装置4への供給電力の大きさ比が予め設定された比率となるよう各機器81を制御する。また、供給制御回路82は、例えば、複数の電気自動車C1の蓄電装置4から出力される電力の大きさ比が予め設定された比率となるよう各機器81を制御する。また、充放電システム1Dは、上記比率を設定するためのユーザインタフェースを備えていてもよい。
Further, the
本実施形態によれば、複数の電気自動車C1と複数の第1DCコネクタ84とが接続された場合に、電気自動車C1への電力供給又は電気自動車C1からの電力供給を電気自動車C1ごとに制御できる。
According to the present embodiment, when a plurality of electric vehicles C1 and a plurality of
なお、本実施形態において、複数の機器81及び供給制御回路82が筐体10に収容されていてもよい。
In this embodiment, a plurality of
(実施形態6の変形例)
機器81は、DC/DC変換器に限定されない。複数の機器81のうち少なくとも1つは、スイッチであってもよい。つまり、一例として制御システムCS1は、スイッチを含む。スイッチは、例えば、半導体スイッチング素子である。供給制御回路82は、半導体スイッチング素子の各々に制御信号を送信することで、複数の半導体スイッチング素子の各々を開閉する。
(Modified Example of Embodiment 6)
The
以下の説明では、複数の機器81の各々がスイッチであるとする。また、以下の説明では、供給制御回路82は、複数のスイッチのうち閉状態であるスイッチの個数が常に1個以下となるように複数のスイッチを開閉するとする。
In the following description, it is assumed that each of the plurality of
供給制御回路82は、例えば、複数の電気自動車C1と複数の第1DCコネクタ84との接続順に応じて各機器81を制御する。具体的には、供給制御回路82は、先に第1DCコネクタ84に接続された電気自動車C1から順に蓄電装置4を充電する。
The
また、供給制御回路82は、例えば、複数のスイッチのうち電気自動車C1に接続された2以上のスイッチを、予め設定されたスケジュールに従い開閉する。また、充放電システム1Dは、上記スケジュールを設定するためのユーザインタフェースを備えていてもよい。
Further, the
また、供給制御回路82は、例えば、複数のスイッチのうち電気自動車C1に接続された2以上のスイッチを、予め設定された順に閉状態とする。所定の条件が満たされると、閉状態のスイッチを開状態にし、次のスイッチを閉状態とする。所定の条件は、例えば、所定時間が経過すること、又は、蓄電装置4の充電量が所定の閾値を跨いで変化することである。また、充放電システム1Dは、閉状態とする順及び上記所定の条件を設定するためのユーザインタフェースを備えていてもよい。
Further, the
(まとめ)
以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。
(summary)
From the embodiments described above, the following aspects are disclosed.
第1の態様に係る充放電システム(1、1A、1B、1C、1D)は、電力線(DCバスdb1)を介して相互に接続された複数の蓄電装置(4)の各々の充電電流及び放電電流を制御する。充放電システム(1、1A、1B、1C、1D)は、決定部(321)と、制御部(22)と、を備える。決定部(321)は、次に記載するようなドループ特性を決定する。ドループ特性は、所定の観測量が増加するほど複数の蓄電装置(4)の各々の充電電流又は放電電流を増加又は減少させる特性である。制御部(22)は、充電制御と、放電制御とを、決定部(321)で決定されたドループ特性に基づいて行う。充電制御は、電力線から供給される電流により複数の蓄電装置(4)のうち少なくとも1つを充電する制御である。放電制御は、複数の蓄電装置(4)のうち少なくとも1つに放電させ電力線へ電流を供給させる制御である。 The charging / discharging system (1, 1A, 1B, 1C, 1D) according to the first aspect is the charging current and discharging of each of the plurality of power storage devices (4) connected to each other via the power line (DC bus db1). Control the current. The charge / discharge system (1, 1A, 1B, 1C, 1D) includes a determination unit (321) and a control unit (22). The determination unit (321) determines the droop characteristics as described below. The droop characteristic is a characteristic that increases or decreases the charge current or the discharge current of each of the plurality of power storage devices (4) as the predetermined observation amount increases. The control unit (22) performs charge control and discharge control based on the droop characteristics determined by the determination unit (321). The charge control is a control for charging at least one of the plurality of power storage devices (4) by the current supplied from the power line. The discharge control is a control in which at least one of the plurality of power storage devices (4) is discharged to supply a current to the power line.
上記の構成によれば、決定部(321)が絶えず制御部(22)に充電電流及び放電電流を指示する必要が無いので、決定部(321)と制御部(22)との間の通信量を抑制することができる。 According to the above configuration, it is not necessary for the determination unit (321) to constantly instruct the control unit (22) of the charge current and the discharge current, so that the amount of communication between the determination unit (321) and the control unit (22) Can be suppressed.
また、第2の態様に係る充放電システム(1、1A、1B、1C、1D)では、第1の態様において、制御部(22)は、ドループ特性に基づいて、複数の蓄電装置(4)の各々を対象として充電制御及び放電制御のいずれを行うかを決定する。 Further, in the charge / discharge system (1, 1A, 1B, 1C, 1D) according to the second aspect, in the first aspect, the control unit (22) has a plurality of power storage devices (4) based on the droop characteristics. It is determined whether charge control or discharge control is performed for each of the above.
上記の構成によれば、制御部(22)が自律的に充電制御及び放電制御のいずれを行うかを決定できる。 According to the above configuration, the control unit (22) can autonomously determine whether to perform charge control or discharge control.
また、第3の態様に係る充放電システム(1、1A、1B、1C、1D)は、第1又は2の態様において、複数のDC/DC変換器(2)を更に備える。複数のDC/DC変換器(2)は、複数の蓄電装置(4)と一対一で対応する。複数のDC/DC変換器(2)の各々は、複数の蓄電装置(4)のうち対応する蓄電装置(4)と電力線(DCバスdb1)との間に接続されている。複数のDC/DC変換器(2)の各々は、制御部(22)を有する。制御部(22)は、対応する蓄電装置(4)を対象として充電制御及び放電制御を行う。 Further, the charge / discharge system (1, 1A, 1B, 1C, 1D) according to the third aspect further includes a plurality of DC / DC converters (2) in the first or second aspect. The plurality of DC / DC converters (2) have a one-to-one correspondence with the plurality of power storage devices (4). Each of the plurality of DC / DC converters (2) is connected between the corresponding power storage device (4) and the power line (DC bus db1) among the plurality of power storage devices (4). Each of the plurality of DC / DC converters (2) has a control unit (22). The control unit (22) performs charge control and discharge control for the corresponding power storage device (4).
上記の構成によれば、DC/DC変換器(2)が自律的に充電電流及び放電電流の制御を行うことができる。 According to the above configuration, the DC / DC converter (2) can autonomously control the charge current and the discharge current.
また、第4の態様に係る充放電システム(1、1A、1B、1C、1D)では、第1〜3の態様のいずれか1つにおいて、電力線は、DCバス(db1)である。所定の観測量は、DCバス(db1)の電圧(Vdb1)である。 Further, in the charge / discharge system (1, 1A, 1B, 1C, 1D) according to the fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the power line is a DC bus (db1). The predetermined observable is the voltage (Vdb1) of the DC bus (db1).
上記の構成によれば、DCバス(db1)の電圧を制御することで、充電電流及び放電電流の制御を行うことができる。 According to the above configuration, the charging current and the discharging current can be controlled by controlling the voltage of the DC bus (db1).
また、第5の態様に係る充放電システム(1、1A、1B、1C、1D)では、第1〜4の態様のいずれか1つにおいて、複数の蓄電装置(4)の各々は、電力線(DCバスdb1)を介してAC/DC変換器(3)に接続されている。複数の蓄電装置(4)の各々は、AC/DC変換器(3)へ電流を供給することとAC/DC変換器(3)からの電流の供給を受けることとの少なくとも一方を行う。 Further, in the charge / discharge system (1, 1A, 1B, 1C, 1D) according to the fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, each of the plurality of power storage devices (4) is a power line (1). It is connected to the AC / DC converter (3) via the DC bus db1). Each of the plurality of power storage devices (4) performs at least one of supplying a current to the AC / DC converter (3) and receiving a current supply from the AC / DC converter (3).
上記の構成によれば、複数の蓄電装置(4)は、ACバス(ab1)に接続された構成(電力系統(72)又は負荷(75)等)へ電流を供給することができる。また、複数の蓄電装置(4)は、ACバス(ab1)に接続された電力系統(72)、分散型電源又は蓄電装置から電流の供給を受けることができる。 According to the above configuration, the plurality of power storage devices (4) can supply current to the configuration (power system (72), load (75), etc.) connected to the AC bus (ab1). Further, the plurality of power storage devices (4) can receive current supply from the power system (72), the distributed power source, or the power storage device connected to the AC bus (ab1).
また、第6の態様に係る充放電システム(1、1A、1B、1C、1D)では、第5の態様において、決定部(321)は、複数の蓄電装置(4)の充電電流の和と複数の蓄電装置(4)の放電電流の和とを等しくするドループ特性を決定する機能を有する。 Further, in the charge / discharge system (1, 1A, 1B, 1C, 1D) according to the sixth aspect, in the fifth aspect, the determination unit (321) is the sum of the charging currents of the plurality of power storage devices (4). It has a function of determining a droop characteristic that equalizes the sum of the discharge currents of the plurality of power storage devices (4).
上記の構成によれば、電力が融通される範囲を、複数の蓄電装置(4)間に限定できる。これにより、複数の蓄電装置(4)間で効率的に電力を融通できる。 According to the above configuration, the range in which electric power is interchanged can be limited between the plurality of power storage devices (4). As a result, electric power can be efficiently exchanged between the plurality of power storage devices (4).
また、第7の態様に係る充放電システム(1、1A、1B、1C、1D)では、第1〜6の態様のいずれか1つにおいて、決定部(321)は、制御部(22)に、複数の蓄電装置(4)のうち一部の蓄電装置(4)を対象として充電制御をさせ、同時に、制御部(22)に、複数の蓄電装置(4)のうち別の一部の蓄電装置(4)を対象として放電制御をさせる機能を有する。 Further, in the charge / discharge system (1, 1A, 1B, 1C, 1D) according to the seventh aspect, in any one of the first to sixth aspects, the determination unit (321) becomes the control unit (22). , Charge control is performed on a part of the power storage devices (4) among the plurality of power storage devices (4), and at the same time, the control unit (22) is charged with another part of the power storage devices (4). It has a function of controlling discharge of the device (4).
上記の構成によれば、全ての蓄電装置(4)を対象として充電制御を行うことと、全ての蓄電装置(4)を対象として放電制御を行うことと、のいずれかしか行えない場合と比較して、充放電システム(1、1A、1B、1C、1D)の利便性が向上する。 According to the above configuration, it is compared with the case where charge control is performed for all the power storage devices (4) and discharge control is performed for all the power storage devices (4). As a result, the convenience of the charge / discharge system (1, 1A, 1B, 1C, 1D) is improved.
また、第8の態様に係る充放電システム(1、1A、1B、1C、1D)では、第1〜7の態様のいずれか1つにおいて、決定部(321)は、所定の観測量が所定範囲内の場合に、複数の蓄電装置(4)の各々の充電電流及び放電電流を0とする機能を有する。 Further, in the charge / discharge system (1, 1A, 1B, 1C, 1D) according to the eighth aspect, in any one of the first to seventh aspects, the determination unit (321) has a predetermined observation amount. When it is within the range, it has a function of setting the charge current and the discharge current of each of the plurality of power storage devices (4) to 0.
上記の構成によれば、所定の観測量のゆらぎが原因で充電電流及び放電電流が変動する可能性を低減できる。 According to the above configuration, it is possible to reduce the possibility that the charge current and the discharge current fluctuate due to the fluctuation of a predetermined observable amount.
第1の態様以外の構成については、充放電システム(1、1A、1B、1C、1D)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。 The configuration other than the first aspect is not an essential configuration for the charge / discharge system (1, 1A, 1B, 1C, 1D) and can be omitted as appropriate.
また、第9の態様に係る充放電方法は、複数の蓄電装置(4)の各々の充電電流及び放電電流を制御する方法である。複数の蓄電装置(4)は、電力線(DCバスdb1)を介して相互に接続されている。充放電方法は、決定処理と、制御処理と、を有する。決定処理は、ドループ特性を決定する処理である。ドループ特性は、所定の観測量が増加するほど複数の蓄電装置(4)の各々の充電電流又は放電電流を増加又は減少させる特性である。制御処理は、充電制御と、放電制御とを、決定処理で決定されたドループ特性に基づいて行う処理である。充電制御は、電力線から供給される電流により複数の蓄電装置(4)のうち少なくとも1つを充電する制御である。放電制御は、複数の蓄電装置(4)のうち少なくとも1つに放電させ電力線へ電流を供給させる制御である。 Further, the charging / discharging method according to the ninth aspect is a method of controlling the charging current and the discharging current of each of the plurality of power storage devices (4). The plurality of power storage devices (4) are connected to each other via a power line (DC bus db1). The charging / discharging method includes a determination process and a control process. The determination process is a process for determining the droop characteristic. The droop characteristic is a characteristic that increases or decreases the charge current or the discharge current of each of the plurality of power storage devices (4) as the predetermined observation amount increases. The control process is a process of performing charge control and discharge control based on the droop characteristics determined by the determination process. The charge control is a control for charging at least one of the plurality of power storage devices (4) by the current supplied from the power line. The discharge control is a control in which at least one of the plurality of power storage devices (4) is discharged to supply a current to the power line.
上記の構成によれば、決定処理を行う構成(決定部321)が制御処理を行う構成(制御部22)に絶えず充電電流及び放電電流を指示する必要が無いので、各構成間の通信量を抑制することができる。 According to the above configuration, it is not necessary for the configuration (decision unit 321) that performs the determination process to constantly instruct the configuration (control unit 22) that performs the control process to instruct the charge current and the discharge current. It can be suppressed.
また、第10の態様に係るプログラムは、第9の態様に係る充放電方法を、1以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。 The program according to the tenth aspect is a program for causing one or more processors to execute the charge / discharge method according to the ninth aspect.
上記の構成によれば、決定処理を行う構成(決定部321)が制御処理を行う構成(制御部22)に絶えず充電電流及び放電電流を指示する必要が無いので、各構成間の通信量を抑制することができる。 According to the above configuration, it is not necessary for the configuration (decision unit 321) that performs the determination process to constantly instruct the configuration (control unit 22) that performs the control process to instruct the charge current and the discharge current. It can be suppressed.
上記態様に限らず、実施形態に係る充放電システム(1、1A、1B、1C、1D)の種々の構成(変形例を含む)は、充放電方法及びプログラムにて具現化可能である。 Not limited to the above embodiment, various configurations (including modifications) of the charge / discharge system (1, 1A, 1B, 1C, 1D) according to the embodiment can be embodied by a charge / discharge method and a program.
1、1A、1B、1C、1D 充放電システム
2 DC/DC変換器
22 制御部
321 決定部
4 蓄電装置
db1 DCバス(電力線)
Vdb1 電圧
1, 1A, 1B, 1C, 1D Charging / discharging
Vdb1 voltage
Claims (10)
所定の観測量が増加するほど前記複数の蓄電装置の各々の前記充電電流又は前記放電電流を増加又は減少させるドループ特性を決定する決定部と、
前記電力線から供給される電流により前記複数の蓄電装置のうち少なくとも1つを充電する充電制御と、前記複数の蓄電装置のうち少なくとも1つに放電させ前記電力線へ電流を供給させる放電制御とを、前記決定部で決定された前記ドループ特性に基づいて行う制御部と、を備える、
充放電システム。 A charge / discharge system that controls the charge current and discharge current of each of a plurality of power storage devices connected to each other via a power line.
A determination unit that determines a droop characteristic that increases or decreases the charge current or the discharge current of each of the plurality of power storage devices as the predetermined observation amount increases.
Charging control for charging at least one of the plurality of power storage devices by the current supplied from the power line, and discharge control for discharging at least one of the plurality of power storage devices to supply current to the power line. A control unit that performs based on the droop characteristic determined by the determination unit is provided.
Charge / discharge system.
請求項1に記載の充放電システム。 Based on the droop characteristics, the control unit determines whether to perform the charge control or the discharge control for each of the plurality of power storage devices.
The charging / discharging system according to claim 1.
前記複数のDC/DC変換器の各々は、
前記複数の蓄電装置のうち対応する蓄電装置と前記電力線との間に接続されており、
前記対応する蓄電装置を対象として前記充電制御及び前記放電制御を行う前記制御部を有する、
請求項1又は2に記載の充放電システム。 A plurality of DC / DC converters having a one-to-one correspondence with the plurality of power storage devices are further provided.
Each of the plurality of DC / DC converters
It is connected between the corresponding power storage device among the plurality of power storage devices and the power line.
It has the control unit that performs the charge control and the discharge control for the corresponding power storage device.
The charge / discharge system according to claim 1 or 2.
前記所定の観測量は、前記DCバスの電圧である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の充放電システム。 The power line is a DC bus.
The predetermined observable is the voltage of the DC bus.
The charging / discharging system according to any one of claims 1 to 3.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の充放電システム。 Each of the plurality of power storage devices is connected to the AC / DC converter via the power line, and supplies current to the AC / DC converter and supplies current from the AC / DC converter. Do at least one of receiving,
The charging / discharging system according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の充放電システム。 The determination unit has a function of determining the droop characteristic that equalizes the sum of the charging currents of the plurality of power storage devices and the sum of the discharge currents of the plurality of power storage devices.
The charging / discharging system according to claim 5.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の充放電システム。 The determination unit causes the control unit to perform the charging control for a part of the power storage devices among the plurality of power storage devices, and at the same time, causes the control unit to perform the charge control of a part of the power storage devices, and at the same time, causes the control unit to perform another part of the plurality of power storage devices. It has a function of controlling the discharge of a power storage device.
The charging / discharging system according to any one of claims 1 to 6.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の充放電システム。 The determination unit has a function of setting the charge current and the discharge current of each of the plurality of power storage devices to 0 when the predetermined observation amount is within the predetermined range.
The charging / discharging system according to any one of claims 1 to 7.
所定の観測量が増加するほど前記複数の蓄電装置の各々の前記充電電流又は前記放電電流を増加又は減少させるドループ特性を決定する決定処理と、
前記電力線から供給される電流により前記複数の蓄電装置のうち少なくとも1つを充電する充電制御と、前記複数の蓄電装置のうち少なくとも1つに放電させ前記電力線へ電流を供給させる放電制御とを、前記決定処理で決定された前記ドループ特性に基づいて行う制御処理と、を有する、
充放電方法。 It is a charge / discharge method that controls the charge current and discharge current of each of a plurality of power storage devices connected to each other via a power line.
A determination process for determining a droop characteristic that increases or decreases the charge current or the discharge current of each of the plurality of power storage devices as the predetermined observation amount increases.
Charging control for charging at least one of the plurality of power storage devices by the current supplied from the power line, and discharge control for discharging at least one of the plurality of power storage devices to supply current to the power line. It has a control process performed based on the droop characteristic determined in the determination process.
Charging / discharging method.
プログラム。 A charging / discharging method according to claim 9, wherein one or more processors execute the charging / discharging method.
program.
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