JP2021145536A - 蓄電パワーコンディショナ及び蓄電システム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電パワーコンディショナを含むシステム構成の自由度を向上させる。
【解決手段】直流電力が入力される入力部と、第１変圧部と、第１変圧部によって変圧された直流電力を蓄電池ユニットに出力しかつ蓄電池ユニットから直流電力が入力される第１入出力部と、直流電力を交流電力に変換する変換部と、変換部によって変換された交流電力を電力系統又は負荷に出力しかつ電力系統から交流電力が入力される第２入出力部と、第１制御部と、第１通信部と、を備え、第１変圧部には、入力部に入力された直流電力、及び、第２入出力部に入力され、変換部によって変換された直流電力が入力され、変換部には、第１変圧部から出力された直流電力及び入力部に入力された直流電力が入力され、第１制御部は、蓄電池ユニットの特性に対応する応答が定められたコマンドを、該蓄電池ユニットに送信し、蓄電池ユニットの応答に応じて、第１変圧部又は変換部の出力を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、蓄電パワーコンディショナ及び蓄電システムに関する。

従来、ＰＶ（太陽光発電）により得られた直流電力の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータによって昇圧し、この直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力するパワーコンディショナが知られている。

また、ＰＶにより得られた直流電力を交流電力に変換して、負荷及び／又は電力系統に供給するとともに、余剰電力を蓄電池ユニットに充電できるハイブリッド型のパワーコンディショナも実用化されている（例えば、特許文献１を参照）。

ここで、上述のような従来のパワーコンディショナでは、蓄電池ユニットの定格容量に応じた制御を行い、パワーコンディショナを含むシステムの自由度を向上させることは十分に考慮されていなかった。

特開２０１２−２２２９０８号公報

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、蓄電池ユニットに接続された蓄電パワーコンディショナを含むシステム構成の自由度を向上させることができる技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明は、
直流電力が入力される入力部と、
直流電力の電圧を変圧する第１変圧部と、
前記第１変圧部によって変圧された直流電力を蓄電池ユニットに出力し、かつ、該蓄電池ユニットから直流電力が入力される第１入出力部と、
直流電力を交流電力に変換する変換部と、
前記変換部によって変換された交流電力を電力系統又は負荷に出力し、かつ、該電力系統から交流電力が入力される第２入出力部と、
前記第１変圧部及び前記変換部を制御する第１制御部と、
前記蓄電池ユニットとの間で通信を行う第１通信部と、
を備え、
前記第１変圧部には、前記入力部に入力された直流電力、及び、前記第２入出力部に入力され、前記変換部によって変換された直流電力が入力され、
前記変換部には、前記第１変圧部から出力された直流電力及び前記入力部に入力された直流電力が入力され、
前記第１制御部は、前記蓄電池ユニットの特性に対応する応答が定められたコマンドを、前記第１通信部を介して該蓄電池ユニットに送信し、該コマンドに対する該蓄電池ユニットの応答に応じて、前記第１変圧部又は前記変換部の出力を制御することを特徴とする蓄電パワーコンディショナである。

本発明によれば、蓄電パワーコンディショナの第１制御部は、蓄電池ユニットの特性に対応する応答が定められたコマンドを、第１通信部を介して該蓄電池ユニットに送信し、該コマンドに対する該蓄電池ユニットの応答を受信することにより、蓄電池ユニットの特性を認識することができる。このようにして認識された蓄電池ユニットの特性に応じて、蓄電パワーコンディショナの第１変圧部又は変換部の出力を制御することにより、蓄電パワーコンディショナに種々の特性を有する蓄電池ユニットを接続してシステムを構成することができる。従って、蓄電パワーコンディショナを含むシステムの構成の自由度を向上させることが可能である。
このような蓄電池ユニットの特性としては、定格容量を例示することができるが、これに限られない。

また、本発明においては、
前記第１制御部は、前記蓄電池ユニットに送信したいずれのコマンドに対しても、前記第１通信部が、該蓄電池ユニットから、所定時間内に前記応答を受信しない場合に、異常と判断するようにしてもよい。

これによれば、予め設定された特性を有しない蓄電池ユニットが接続された場合に、蓄電パワーコンディショナの第１制御部が異常と判断することにより、予め設定された特性を有しない蓄電池ユニットにも対応することできる。

また、本発明においては、
前記蓄電池ユニットの特性は、該蓄電池ユニットの定格容量であるようにしてもよい。

これによれば、認識された蓄電池ユニットの定格容量に応じて、蓄電パワーコンディショナの第１変圧部の出力を制御することにより、蓄電パワーコンディショナに種々の定格容量を有する蓄電池ユニットを接続してシステムを構成することができる。従って、蓄電パワーコンディショナを含むシステムの構成の自由度を向上させることが可能である。

また、本発明においては、
前記入力部に入力される直流電力値を取得する第１電力値取得部と、前記第２入出力部から前記負荷に出力される交流電力値を取得する第２電力値取得部と、を備え、
前記第１変圧部は、前記入力部に入力された直流電力の電圧を変圧し、
前記変換部は、前記入力部に入力された直流電力を交流電力に変換し、
前記第１制御部は、前記入力部に入力される直流電力値と、前記第２入出力部から前記負荷に出力される交流電力値とに基づき、前記蓄電池ユニットの前記定格容量に応じて、前記第１変圧部を制御するようにしてもよい。

これによれば、入力部に入力される直流電力値と、第２入出力部から負荷に出力される交流電力値に基づき、蓄電池ユニットの定格容量に応じて、第１制御部が第１変圧部を制御するので、負荷に対する電力供給を優先して、入力部に入力される直流電力値に応じて、蓄電池ユニットの充放電を行うことができる。

また、本発明においては、
前記入力部に入力される直流電力値をＰ１とし、前記第２入出力部から前記負荷に出力される交流電力値をＰ２としたとき、
前記第１制御部は、
Ｐ１＞Ｐ２である場合に、前記定格容量に応じて、前記入力部に入力された直流電力により前記蓄電池ユニットを充電し、
Ｐ１＜Ｐ２である場合に、前記蓄電池ニットから放電された直流電力を、前記入力部に入力された直流電力とともに、前記変換部に入力し、変換された交流電力を前記第２入出
力部から前記負荷に出力するようにしてもよい。

これによれば、入力部に入力される直流電力を変換した交流電力を優先的に負荷に供給し、余剰電力がある場合に蓄電池ユニットを充電し、入力部に入力される直流電力のみでは、負荷に供給する電力が不足する場合には、蓄電池ユニットを放電して負荷に供給する電力を増やすことができる。従って、負荷に安定的に電力を供給することができる。

また、本発明は、
前記蓄電パワーコンディショナと、
発電装置によって発電された直流電力を変圧する第２変圧部と、前記第２変圧部から出力された直流電力を前記入力部に出力する出力部と、該第２変圧部を制御する第２制御部と、前記出力部から前記入力部に出力される直流電力の電力値を計測する電力値計測部と、前記蓄電パワーコンディショナとの間で通信する第２通信部とを有する変圧装置と、
を備える蓄電システムであって、
前記第２制御部は、前記電力値計測部によって計測された直流電力の電力値を、前記第２通信部から、前記第１電力値取得部としての前記第１制御部に送信することを特徴とする。

これによれば、発電装置によって発電された直流電力が、変圧装置によって変圧されて、蓄電パワーコンディショナの入力部に入力される。そして、この入力部に入力される直流電力値は、変圧装置の電力値計測部によって計測されて、第２通信部及び第１通信部を介して、蓄電パワーコンディショナの第１制御部に送信される。蓄電パワーコンディショナでは、変圧装置の電力値計測部によって計測された電力値を取得することができるので、発電装置及び変圧装置と、蓄電パワーコンディショナを含む蓄電システムにおいて、負荷に対する電力供給を優先して、発電装置及び変圧装置から入力部に入力される直流電力値に応じて、蓄電池ユニットの充放電を行うことができる。
また、発電装置及び変圧装置から入力部に入力される直流電力を変換した交流電力を優先的に負荷に供給し、余剰電力がある場合に蓄電池ユニットを充電し、入力部に入力される直流電力のみでは、負荷に供給する電力が不足する場合には、蓄電池ユニットを放電して負荷に供給する電力を増やすことができる。従って、負荷に安定的に電力を供給することができる。

本発明によれば、蓄電池ユニットに接続された蓄電パワーコンディショナを含むシステム構成の自由度を向上させることが可能となる。

本発明の実施例に係る蓄電システムの一例を示すブロック図である。 本発明の実施例に係る蓄電システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施例に係る定格容量の認識処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例に係る充放電制御の手順を示すフローチャートである。

〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の適用例に係る蓄電パワーコンディショナ４を含む蓄電システム１の一例を示す図である。蓄電システム１は、発電装置２と、変圧装置３と、蓄電パワーコンディショナ４と、蓄電池ユニット５と、を備える。

発電装置２は、発電可能な装置である。発電装置２は、発電した直流電力を変圧装置３に入力する。変圧装置３は、入力部３１と、変圧部３２と、出力部３３と、制御部３４と、通信部３５とを有する。変圧部３２は、入力部３１に入力された直流電力を変圧する。変圧部３２は、本発明の第２変圧部の一例である。出力部３３は、変圧された直流電力を蓄電パワーコンディショナ４に入力する。制御部３４は、変圧部３２を制御する。制御部３４は、本発明の第２制御部の一例である。制御部３４は、ＣＴ３４１１によって計測される、出力部３３から出力される直流電力の電流値と、変圧部３２の出力電圧値とから、入力部４１に出力される直流電力の電力値（直流電力値）を計測する出力電力計測部３４１を有する。出力電力計測部３４１は、本発明の電力値計測部の一例である。制御部３４は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを有する。通信部３５は有線又は無線を介して蓄電パワーコンディショナ４との間で通信を行う。通信部は、本発明の第２通信部の一例である。

蓄電パワーコンディショナ４は、入力部４１と、変圧部４２と、入出力部４３と、変換部４４と、入出力部４５と、制御部４６と、通信部４７とを有する。変圧装置３の出力部３３から出力された直流電力が、入力部４１に入力される。変圧部４２は、入力部４１に入力された直流電力の電圧を変圧する。変圧部４２は、本発明の第１変圧部の一例である。入出力部４３は、変圧された直流電力を蓄電池ユニット５に入力する。また、蓄電池ユニット５から出力された直流電力が、入出力部４３に入力される。入出力部４３は、本発明の第１入出力部の一例である。変圧部４２は、入出力部４３に入力された直流電力の電圧を変圧し、出力する。変換部４４は、変圧部４２から出力された直流電力を交流電力に変換する。入出力部４５は、交流電力を電力系統６又は負荷７に出力する。入出力部４５は、本発明の第２入出力部の一例である。入出力部４５には、変換部４４から入出力部４５を介して出力される交流電力の電力値（交流電力値）を計測する出力電力計測部４５１が設けられている。出力電力計測部４５１は、本発明の第２電力値取得部の一例である。また、電力系統６から出力された交流電力が、入出力部４５に入力される。変換部４４は、入出力部４５に入力された交流電力を直流電力に変換して、出力する。変圧部４２は、変換部４４から出力された直流電力の電圧を変圧する。制御部４６は、変圧部４２及び変換部４４を制御する。制御部４６は、本発明の第１制御部の一例である。制御部４６は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを有する。通信部４７は、有線又は無線を介して、蓄電池ユニット５及び変圧装置３との間で通信を行う。蓄電池ユニット５及び変圧装置３から受信した情報は、制御部４６に伝えられる。通信部４７は、本発明の第１通信部の一例である。

蓄電池ユニット５は、充放電可能な二次電池である。

蓄電パワーコンディショナ４では、接続される蓄電池ユニット５の特性の一例である定格容量を自動的に認識し、認識した定格容量に基づいて、蓄電池ユニット５の充放電制御を行う。図３のフローチャートを参照して、蓄電池ユニット５の定格容量の自動認識処理について説明する。この場合は、蓄電パワーコンディショナ４に接続される蓄電池ユニット５の候補として、６．５ｋＷｈ、９．８ｋＷｈ、１６．４ｋＷｈの３種類の定格容量の蓄電池ユニットが予め設定されている。蓄電池ユニット５の定格容量の自動認識には、蓄電池ユニット５の種類ごとに割り当てられたFixed Numberと呼ばれる識別情報が含まれたInitializeコマンドを用いる。６．５ｋＷｈ、９．８ｋＷｈ、１６．４ｋＷｈの順に、それぞれに割り当てられたFixed Numberを含むInitializeコマンドを、蓄電パワーコンディショナ４の制御部４６が通信部４７を介して蓄電池ユニット５に送信する（ステップＳ１、ステップＳ４、ステップＳ８）。蓄電池ユニット５は、自身のFixed Numberを含むInitializeコマンドを受信した場合には、正常レスポンスを返し、自身のFixed Numberを含まないInitializeコマンドを受信した場合には、異常レスポンスを返すか、レスポンスを返さない。通信部４７を介して、制御部４６が正常レスポンスを受信した場合には、接続さ
れた蓄電池ユニット５の定格容量は当該Fixed Numberに対応する定格容量であると判断して、その判断結果を保存する（ステップＳ３、ステップＳ７、ステップＳ１１）。そして、通信部４７を介して、制御部４６が異常レスポンスを受信するか、所定時間内にレスポンスを受信しない場合には、次の順番のFixed Numberを含むInitializeコマンドを送信する。そして、６．５ｋＷｈ、９．８ｋＷｈ、１６．４ｋＷｈにそれぞれ対応するFixed Numberを含むInitializeコマンドのいずれに対しても異常レスポンスが返信されるか、所定時間内にレスポンスを受信しない場合には、蓄電池接続異常であると判断する（ステップＳ１２）。

このようにして認識した定格容量に応じて、変圧部４２の出力を制御することにより、蓄電池ユニット５を損傷することなく、適切な充放電制御を行うことができる。すなわち、蓄電パワーコンディショナ４には複数種類の定格容量を有する蓄電池ユニット５を接続することができ、異なる定格容量に応じた運転が可能となり、蓄電パワーコンディショナ４を含む蓄電システム１の構成の自由度を向上させることができる。

〔実施例１〕
以下では、本発明の実施例に係る蓄電システム１について、図面を用いて、より詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている装置及びシステムの構成は各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

＜システム構成＞
図１は、本発明の実施例に係る蓄電パワーコンディショナを含む蓄電システム１の概略構成を示すブロック図である。蓄電システム１は、発電装置２と、変圧装置３と、蓄電パワーコンディショナ４と、蓄電池ユニット５と、を備える。

発電装置２は、発電可能な装置であり、例えば、太陽電池（ＰＶ）ユニット、燃料電池（ＦＣ）ユニット及び風力発電ユニット等である。発電装置２は、発電した直流電力を変圧装置３に入力する。変圧装置３は、入力部３１と、変圧部３２と、出力部３３と、制御部３４と、通信部３５とを有する。発電装置２から出力された直流電力は入力部３１に入力される。変圧部３２は、入力部３１に入力された直流電力を第１所定電圧に変圧する。変圧部３２は、例えば、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ又は絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータである。出力部３３は、第１所定電圧に変圧された直流電力を蓄電パワーコンディショナ４に入力する。制御部３４は、変圧部３２を制御する。また、制御部３４は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを有する。制御部３４は、１つのＣＰＵ又はＭＰＵで構成されてもよいし、複数のＣＰＵ又は複数のＭＰＵが組み合わされて構成されてもよい。ＣＰＵ又はＭＰＵは、単一のプロセッサに限定されるわけではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。制御部３４はメモリに実行可能に展開されたプログラムに従って各種の処理を実行する。通信部３５は有線又は無線を介して蓄電パワーコンディショナ４との間で通信を行う。蓄電システム１は、複数の発電装置２を備えてもよい。変圧装置３は、複数の発電装置２のそれぞれに接続された複数の入力部３１と、複数の変圧部３２と、複数の出力部３３とを有してもよい。

蓄電パワーコンディショナ４は、入力部４１と、変圧部４２と、入出力部４３と、変換部４４と、入出力部４５と、制御部４６と、通信部４７とを有する。変圧装置３の出力部３３から出力された第１所定電圧の直流電力が、入力部４１に入力される。変圧部４２は、入力部４１に入力された直流電力の第１所定電圧を第２所定電圧に変圧する。変圧部４２は、例えば、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ又は絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータである。入出力部４３は、第２所定電圧に変圧された直流電力を蓄電池ユニット５に入力する。また、蓄電池ユニット５から出力された直流電力が、入出力部４３に入力される。入出
力部４３は、第１入出力部の一例である。変圧部４２は、入出力部４３に入力された直流電力の電圧を第１所定電圧に変圧し、直流電力を出力する。変換部４４は、例えば、ＤＣ／ＡＣインバータである。変換部４４は、入力部４１又は変圧部４２から出力された直流電力を交流電力に変換する。入出力部４５は、交流電力を電力系統６又は負荷７に出力する。入出力部４５は、第２入出力部の一例である。また、電力系統６から出力された交流電力が、入出力部４５に入力される。変換部４４は、入出力部４５に入力された交流電力を直流電力に変換して、直流電力を出力する。変圧部４２は、変換部４４から出力された直流電力の電圧を第２所定電圧に変圧する。制御部４６は、変圧部４２及び変換部４４を制御する。制御部４６は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを有する。制御部４６は、１つのＣＰＵ又はＭＰＵで構成されてもよいし、複数のＣＰＵ又は複数のＭＰＵが組み合わされて構成されてもよい。ＣＰＵ又はＭＰＵは、単一のプロセッサに限定されるわけではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。制御部４６はメモリに実行可能に展開されたプログラムに従って各種の処理を実行する。通信部４７は、有線又は無線を介して、蓄電池ユニット５及び変圧装置３との間で通信を行う。蓄電池ユニット５及び変圧装置３から受信した情報は、制御部４６に伝えられる。

蓄電池ユニット５は、充放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池やその他各種の二次電池を適用可能である。第１所定電圧及び第３所定電圧は、交流電力を電力系統６又は負荷７に出力する際に適した電圧である。第２所定電圧は、直流電力を蓄電池ユニット５に入力する際に適した電圧である。第１所定電圧と第２所定電圧とは異なる値である。第１所定電圧と第３所定電圧とは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

図２は、本実施例に係る蓄電システム１の全体構成を示す図である。蓄電システム１は、発電装置２と、変圧装置３と、蓄電パワーコンディショナ４と、蓄電池ユニット５と、操作部８と、表示部９と、通信部１０と、特定負荷分電盤１１、特定負荷７１とを備える。発電装置２と変圧装置３とは、ケーブル等によって相互に接続される。変圧装置３と蓄電パワーコンディショナ４とは、ケーブル等によって相互に接続される。変圧装置３は、蓄電パワーコンディショナ４に着脱可能である。蓄電パワーコンディショナ４に変圧装置３を取り付けていない場合であっても、蓄電パワーコンディショナ４は単独で動作可能である。図２の例では、変圧装置３の個数は１つであるが、これに限定されず、変圧装置３は複数であってもよく、変圧装置３の個数は増減可能である。

蓄電パワーコンディショナ４には、特定負荷分電盤１１が接続され、停電等により電力系統６からの交流電力の供給が停止した場合に、自立運転に切り替えることにより、特定負荷分電盤１１に接続された特定負荷７１へ発電装置２及び蓄電池ユニット５の少なくともいずれかから電力を供給できる。

操作部８は、蓄電パワーコンディショナ４に指示信号を入力し、蓄電パワーコンディショナ４を操作するリモートコントローラである。操作部８は、キーボード、マウス、キーボード及び操作ボタン等の入力機器で構成されてもよい。操作部８は、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラやＶＰＰ（Virtual Power Plant）コントローラを有していてもよい。ＨＥＭＳは、家庭の消費電力を管理するシステムである。ＶＰＰは、複数の小規模発電設備をネットワークにより一括管理するシステムである。表示部９は、各種の情報を表示する。表示部９は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等である。通信部１０はネットワーク１４に接続されたサーバ１５との間で通信を行うインターフェースである。通信部１０には、例えば、ルータやモデムが含まれる。ネットワーク１４には、例えば、インターネット等の公衆ネットワークやＬＡＮ（Local Area Network）が含まれる。図２に示す蓄電システム１の構成要素の全てが必須というわ
けではなく、蓄電システム１を実現する上で、適宜、蓄電システム１の構成要素の追加又は削除がなされてもよい。

＜蓄電池ユニットの定格容量の認識処理＞
以下に、図３を参照して、制御部４６が、蓄電池ユニット５の特性である定格容量を認識する処理について説明する。

ここでは、６．５ｋＷｈ、９．８ｋＷｈ、１６．４ｋＷｈの３種類の定格容量の蓄電池ユニットが、蓄電パワーコンディショナ４と接続可能な蓄電池ユニット５の候補として予め設定されているものとして説明する。蓄電パワーコンディショナ４と接続可能な蓄電池ユニット５の候補は、これらの定格容量を有するものに限られず、適宜設定することができる。このような蓄電パワーコンディショナ４と接続可能な蓄電池ユニット５の定格容量については、システム構成の一部として、操作部８により、又は、ネットワークを介して外部装置によって設定され、制御部４６に含まれるメモリの所定領域に記憶されている。

本実施例では、制御部４６が、通信部４７を介してInitializeコマンドを蓄電池ユニット５に送信することによって、蓄電池ユニット５の定格容量を認識する。Initializeコマンドには、蓄電池ユニット５の種類ごとに割り当てられたFixed Numberと呼ばれる識別情報が含まれている。例えば、６．５ｋＷｈ、９．８ｋＷｈ、１６．４ｋＷｈの蓄電池ユニット５には、Fixed Numberとして０、１、２がそれぞれ対応する。蓄電池ユニット５は、蓄電パワーコンディショナ４から、Initializeコマンドにより、自身のFixed Numberを受信した場合には、応答として、正常レスポンスを返し、自身のFixed Numberとは異なるFixed Numberを受信した場合には、応答として、異常レスポンスを返すか、又は、応答を返さない。

まず、制御部４６は、通信部４７を介して、６．５ｋＷｈのFixed Numberを含むInitializeコマンドを蓄電池ユニット５に送信する（ステップＳ１）。
これに対して、制御部４６は、通信部４７が受信した蓄電池ユニット５からの応答が、正常レスポンスか、異常レスポンスか、レスポンスがないかを判断する（ステップＳ２）。

通信部４７が、正常レスポンスを受信した場合には、制御部４６は、接続されている蓄電池ユニット５の定格容量が６．５ｋＷｈであると判断し、蓄電パワーコンディショナ４に接続されている蓄電池ユニット５の情報として、メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）の所定領域に記憶する（ステップＳ３）。
通信部４７が、異常レスポンスを受信した場合には、制御部４６は、通信部４７を介して、９．８ｋＷｈのFixed Numberを含むInitializeコマンドを蓄電池ユニット５に送信する（ステップＳ４）。
通信部４７が、蓄電池ユニット５からレスポンスを受信しない場合には、所定時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ５）、所定時間を経過していない場合には、ステップＳ２に戻る。そして、蓄電池ユニット５からレスポンスを受信することなく所定時間が経過した場合には、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４に続いて、制御部４６は、通信部４７が受信した蓄電池ユニット５からの応答が、正常レスポンスか、異常レスポンスか、レスポンスがないかを判断する（ステップＳ６）。

通信部４７が、正常レスポンスを受信した場合には、制御部４６は、接続されている蓄電池ユニット５の定格容量が９．８ｋＷｈであると判断し、蓄電パワーコンディショナ４に接続されている蓄電池ユニット５の情報として、メモリの所定領域に記憶する（ステッ
プＳ７）。
通信部４７が、異常レスポンスを受信した場合には、制御部４６は、通信部４７を介して、１６．４ｋＷｈのFixed Numberを含むInitializeコマンドを蓄電池ユニット５に送信する（ステップＳ８）。
通信部４７が、蓄電池ユニット５からレスポンスを受信しない場合には、所定時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ９）、所定時間を経過していない場合には、ステップＳ６に戻る。そして、蓄電池ユニット５からレスポンスを受信することなく所定時間が経過した場合には、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８に続いて、制御部４６は、通信部４７が受信した蓄電池ユニット５からの応答が、正常レスポンスか、異常レスポンスか、レスポンスがないかを判断する（ステップＳ１０）。

通信部４７が、正常レスポンスを受信した場合には、制御部４６は、接続されている蓄電池ユニット５の定格容量が１６．４ｋＷｈであると判断し、蓄電パワーコンディショナ４に接続されている蓄電池ユニット５の情報として、メモリの所定領域に記憶する（ステップＳ１１）。
通信部４７が、異常レスポンスを受信した場合には、制御部４６は、蓄電池接続異常であると判断し（ステップＳ１２）、処理を終了する。
通信部４７が、蓄電池ユニット５からレスポンスを受信しない場合には、所定時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１３）、所定時間を経過していない場合には、ステップＳ１０に戻る。そして、蓄電池ユニット５からレスポンスを受信することなく所定時間が経過した場合には、ステップＳ１２に進む。

いずれのFixed Numberを含むInitializeコマンドから送信するかは上述の順序に限られないが、接続されている蓄電池ユニット５の定格容量はメモリに記憶されているので、蓄電パワーコンディショナ４がリセットされた場合や電源がＯＦＦされた場合には、メモリに記憶されている定格容量に対応するFixed Numberを含むInitializeコマンドから送信するようにしてもよい。

上述の処理により、蓄電パワーコンディショナ４では、接続された蓄電池ユニット５の定格容量を認識することができる。このようにして認識した定格容量に応じて、変圧部４２の出力を制御することにより、蓄電池ユニット５を損傷することなく、適切な充放電制御を行うことができる。すなわち、蓄電パワーコンディショナ４には複数種類の定格容量を有する蓄電池ユニット５を接続することができ、異なる定格容量に応じた運転が可能となり、蓄電パワーコンディショナ４と蓄電池ユニット５とを含む蓄電システム１の構成の自由度を向上させることができる。

＜自立運転時の充放電制御＞
以下に、図４を参照して、自立運転時における蓄電システム１の充放電制御について説明する。図４は、自立運転時における蓄電システム１の充放電制御の手順を示すフローチャートである。

蓄電システム１は、電力系統６と連系して蓄電池ユニット５及び発電装置２を運転するが、停電等により電力系統６からの電力供給が停止する場合には、電力系統６と解列して、電力系統６とは独立して自立運転を行う。
自立運転時には、発電装置２から入力部４１に入力された直流電力、及び／又は蓄電池ユニット５から出力され、変圧部４２によって変圧された直流電力が、変換部４４によって交流電力に変換され、入出力部４５から出力されて、特定負荷分電盤１１に接続された特定負荷７１に供給される。このとき、入出力部４５からは、単相二線１００Ｖの交流電
力が出力される。
自立運転時においては、蓄電パワーコンディショナ４にトランスユニットと全負荷切替分電盤とを介して負荷７を接続してもよい。ここでは、負荷７は、特定負荷と対比して一般負荷とも呼ばれ、主分電盤に接続され、連系運転時には電力系統６から交流電力が供給される負荷である。全負荷切替分電盤は、と負荷７とは、種々の態様で接続することができる。蓄電パワーコンディショナ４に設けられた自立出力用のコンセント（Outlet）に接続された負荷７に交流電力を供給することができる。また、入出力部４５が、主分電盤を介して、又は、直接に、特定負荷用分電盤に接続され、この特定負荷用分電盤に接続された負荷（特定負荷）７１に交流電力を供給することができる。このとき、入出力部４５からは、単相二線１００Ｖの交流電力が出力される。

まず、制御部４６は、変圧装置３の出力電力値Ｐ１を取得する（ステップＳ２１）。上述したように、変圧装置３の制御部３４は、ＣＴ３４１１によって計測される、出力部３３から出力される直流電力の電流値と、変圧部３２の出力電圧値とから、入力部４１に出力される直流電力の電力値Ｐ１を計測する出力電力計測部３４１を有する。出力電力計測部３４１によって計測された電力値Ｐ１は、制御部３４から、通信部３５と通信部４７との通信によって、蓄電パワーコンディショナ４の制御部４６に送信される。制御部４６は、本発明の第１電力値取得部の一例である。

次に、制御部４６は、入出力部４５から、負荷（負荷又は特定負荷）７に出力される交流電力の出力電流値Ｐ２を取得する（ステップＳ２２）。入出力部４５には、変換部４４から出力され、入出力部４５を介して蓄電パワーコンディショナ４の外部へと出力される交流電力の電力値を計測する出力電力計測部４５１が設けられている。制御部４６は、この出力電力計測部４５１から、出力電力値Ｐ２を取得する。入出力部４５に設けられたＣＴ及び電圧計によって計測された電流値及び電圧値を取得した制御部４６が電力値を算出するようにしてもよい。

制御部４６は、電力値Ｐ１と電力値Ｐ２とを比較して、Ｐ１＞Ｐ２であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。
ステップＳ２３において、ＹｅｓすなわちＰ１＞Ｐ２であると判断された場合には、入力部４１に入力された直流電力を、負荷７に電力を供給するとともに、蓄電池ユニット５を充電する（ステップＳ２４）。すなわち、入力部４１に入力された直流電力の一部は、変圧部４２によって変圧され、変圧部４２から出力された直流電力が入出力部４３を介して蓄電池ユニット５に出力される。
そして、制御部４６は、蓄電池ユニット５の電池残量が定格容量に応じた所定の上限値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。
ステップＳ２５において、電池残量が上限値より少ないと判断されるとステップＳ２４に戻り、電池残量が上限値以上であると判断されるとステップＳ２６に進む。ここでは、ステップＳ２５において、電池残量が上限値より少ないと判断されるとステップＳ２４に戻っているが、ステップＳ２１に戻るようにしてもよい。

ステップＳ２３において、ＮｏすなわちＰ１≦Ｐ２であると判断された場合には、蓄電池ユニット５を放電させる（ステップＳ２７）。蓄電池ユニット５から放電された直流電力は、入出力部４３から入力され、変圧部４２によって変圧される。変圧部４２から出力された直流電力と入力部４１から入力された直流電力は変換部４４で交流電力に変換され、入出力部４５を介して負荷７に供給される。
そして、制御部４６は、蓄電池ユニット５の電池残量が定格容量に応じた所定の下限値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２８）。
ステップＳ２８において、電池残量が下限値より多いと判断されるとステップＳ２７に戻り、電池残量が下限値以下であると判断されるとステップＳ２６に進む。ここでは、ス
テップＳ２８において、電池残量が下限値より多いと判断されるとステップＳ２７に戻っているが、ステップＳ２１に戻るようにしてもよい。

ステップＳ２６では、制御部４６は、蓄電システム１の自立運転を終了するか否かを判断する。
電力系統６からの電力の供給が再開される等の理由により、自立運転を終了する場合には、蓄電池ユニット５の充放電制御を終了する。
自立運転を継続する場合には、ステップ２１に戻る。

このように蓄電池ユニット５の充放電制御を行うことにより、自立運転時に発電装置２によって発電された電力を優先して負荷７又は特定負荷７１に供給し、余剰電力がある場合に蓄電池ユニット５を充電する。そして、発電装置２によって発電された電力のみでは、負荷７又は特定負荷７１に供給する電力が不足する場合には、蓄電池ユニット５を放電して負荷７又は特定負荷７１に供給する電力を増やす。このようにすれば、自立運転時にも、負荷７又は特定負荷７１をより安定的に稼働させることができる。

上述の蓄電池ユニット５の充放電制御を行う場合には、発電装置２がＰＶユニットであれば、変圧装置３の制御部３４は、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御を実施し、ＰＶユニットの最大電力に追従するようＰＶユニットを運転する。そして、蓄電池ユニット５を充電する場合には、充電電力は後述する処理により自動的に設定することができる。蓄電池ユニット５の充電電力は、定格容量に応じてあらかじめ設定しておいてもよいし、操作部８によりユーザが設定してもよい。また、ネットワーク１４を通じて、サーバ１５が蓄電池ユニット５の充電電力を設定するようにしてもよい。

なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜発明１＞
直流電力が入力される入力部（４１）と、
直流電力の電圧を変圧する第１変圧部（４２）と、
前記第１変圧部（４２）によって変圧された直流電力を蓄電池ユニット（５）に出力し、かつ、該蓄電池ユニット（５）から直流電力が入力される第１入出力部（４３）と、
直流電力を交流電力に変換する変換部（４４）と、
前記変換部（４４）によって変換された交流電力を電力系統（６）又は負荷（７）に出力し、かつ、該電力系統（６）から交流電力が入力される第２入出力部（４５）と、
前記第１変圧部（４２）及び前記変換部（４４）を制御する第１制御部（４６）と、
前記蓄電池ユニット（５）との間で通信を行う第１通信部（４７）と、
を備え、
前記第１変圧部（４２）には、前記入力部（４１）に入力された直流電力、及び、前記第２入出力部（４５）に入力され、前記変換部（４４）によって変換された直流電力が入力され、
前記変換部（４４）には、前記第１変圧部（４２）から出力された直流電力及び前記入力部（４１）に入力された直流電力が入力され、
前記第１制御部（４６）は、前記蓄電池ユニットの特性に対応する応答が定められたコマンドを、前記第１通信部（４７）を介して該蓄電池ユニット（５）に送信し、該コマンドに対する該蓄電池ユニット（５）の応答に応じて、前記第１変圧部（４２）又は前記変換部（４４）の出力を制御することを特徴とする蓄電パワーコンディショナ（４）。

４ ：蓄電パワーコンディショナ
５ ：蓄電池ユニット
６ ：電力系統
７ ：負荷
４１ ：入力部
４３ ：変圧部
４３ ：入出力部
４４ ：変換部
４５ ：入出力部
４６ ：制御部
４７ ：通信部

Claims (6)

1. 直流電力が入力される入力部と、
   直流電力の電圧を変圧する第１変圧部と、
   前記第１変圧部によって変圧された直流電力を蓄電池ユニットに出力し、かつ、該蓄電池ユニットから直流電力が入力される第１入出力部と、
   直流電力を交流電力に変換する変換部と、
   前記変換部によって変換された交流電力を電力系統又は負荷に出力し、かつ、該電力系統から交流電力が入力される第２入出力部と、
   前記第１変圧部及び前記変換部を制御する第１制御部と、
   前記蓄電池ユニットとの間で通信を行う第１通信部と、
   を備え、
   前記第１変圧部には、前記入力部に入力された直流電力、及び、前記第２入出力部に入力され、前記変換部によって変換された直流電力が入力され、
   前記変換部には、前記第１変圧部から出力された直流電力及び前記入力部に入力された直流電力が入力され、
   前記第１制御部は、前記蓄電池ユニットの特性に対応する応答が定められたコマンドを、前記第１通信部を介して該蓄電池ユニットに送信し、該コマンドに対する該蓄電池ユニットの応答に応じて、前記第１変圧部又は前記変換部の出力を制御することを特徴とする蓄電パワーコンディショナ。
2. 前記第１制御部は、前記蓄電池ユニットに送信したいずれのコマンドに対しても、前記第１通信部が、該蓄電池ユニットから、所定時間内に前記応答を受信しない場合に、異常と判断することを特徴とする請求項１に記載の蓄電パワーコンディショナ。
3. 前記蓄電池ユニットの特性は、該蓄電池ユニットの定格容量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電パワーコンディショナ。
4. 前記入力部に入力される直流電力値を取得する第１電力値取得部と、前記第２入出力部から前記負荷に出力される交流電力値を取得する第２電力値取得部と、を備え、
   前記第１制御部は、前記入力部に入力される直流電力値と、前記第２入出力部から前記負荷に出力される交流電力値とに基づき、前記蓄電池ユニットの前記定格容量に応じて、前記第１変圧部を制御することを特徴とする請求項３に記載の蓄電パワーコンディショナ。
5. 前記入力部に入力される直流電力値をＰ１とし、前記第２入出力部から前記負荷に出力される交流電力値をＰ２としたとき、
   前記第１制御部は、
   Ｐ１＞Ｐ２である場合に、前記定格容量に応じて、前記入力部に入力された直流電力により前記蓄電池ユニットを充電し、
   Ｐ１＜Ｐ２である場合に、前記蓄電池ユニットから放電された直流電力を、前記入力部に入力された直流電力とともに、前記変換部に入力し、変換された交流電力を前記第２入出力部から前記負荷に出力することを特徴とする請求項４に記載の蓄電パワーコンディショナ。
6. 請求項４又は５に記載の蓄電パワーコンディショナと、
   発電装置によって発電された直流電力を変圧する第２変圧部と、前記第２変圧部から出力された直流電力を前記入力部に出力する出力部と、該第２変圧部を制御する第２制御部と、前記出力部から前記入力部に出力される直流電力の電力値を計測する電力値計測部と、前記蓄電パワーコンディショナとの間で通信する第２通信部とを有する変圧装置と、
   を備える蓄電システムであって、
   前記第２制御部は、前記電力値計測部によって計測された直流電力の電力値を、前記第２通信部から、前記第１電力値取得部としての前記第１制御部に送信することを特徴とする蓄電システム。
   
   

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