JP2685977B2 - 電池電力貯蔵システム制御装置 - Google Patents

電池電力貯蔵システム制御装置

Info

Publication number
JP2685977B2
JP2685977B2 JP29356290A JP29356290A JP2685977B2 JP 2685977 B2 JP2685977 B2 JP 2685977B2 JP 29356290 A JP29356290 A JP 29356290A JP 29356290 A JP29356290 A JP 29356290A JP 2685977 B2 JP2685977 B2 JP 2685977B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
active power
command
value
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP29356290A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04168939A (ja
Inventor
佐藤  文昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP29356290A priority Critical patent/JP2685977B2/ja
Publication of JPH04168939A publication Critical patent/JPH04168939A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2685977B2 publication Critical patent/JP2685977B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、交流・直流変換器と電池を用いた電力貯蔵
システムの制御装置に関する。
(従来の技術) 一般に、交流・直流変換器を介して電池に電力系統の
電気エネルギーを充電または放電する電力貯蔵システム
においては、この電池の電圧を一定に保持しつつ、充電
または放電を行えるように交流・直流変換器を制御する
システムが採用されている。
第3図は、第1の従来例を示す制御システムのブロッ
ク構成図である。
交流・直流変換器1は、電池2を充電する際には、電
力系統3より交流電力を入力して、直流電力へ変換して
その電圧を電池2へ送る。また、逆に、交流・直流変換
器1は、電池2を放電する際には、電池2より直流電力
を入力して交流電力へ変換し、その交流電力を電力系統
3へ送る。
電圧検出器4は、電池2の電圧を検出して電池電圧値
VPとして、加算器5へ入力する。また、電池電圧設定器
6は一定の設定電圧を電池電圧設定値VSとして上記加算
器5へ入力する。加算器5では、上記+符号の電池電圧
設定値VSと−符号の電池電圧値VPを加算して、その電池
電圧偏差ΔVを有効電力指令演算器7へ出力する。
有効電力指令演算器7は、加算器5からの電池電圧偏
差ΔVを入力して、その電池電圧偏差ΔVの入力量に対
応して比例、積分および微分の演算処理を行い、有効電
力指令出力PDを出力する。
接点8は、電池2の電圧を自動制御させる場合には閉
の動作をし、自動制御させない場合には開の動作をす
る。アナログメモリ9は、接点8が閉の動作をしている
場合に、接点8から入力する有効電力指令PDを、そのま
ま有効電力指令PMとして有効電力制御器10へ出力する。
また、接点8が開の動作をしている場合は、接点8が開
の動作をする直前にアナログメモリ9にメモリされた有
効電力指令PMの値を保持し有効電力制御器10へ出力す
る。有効電力制御器10は、有効電力指令PMと、交流・直
流変換器1の有効電力の検出出力PP-INVとを入力して有
効電力指令値PM-INVを出力し、交流・直流変換器1に対
して入出力する有効電力量が有効電力指令値PMとなるよ
うに演算処理して制御する。
以上の構成で、電池2の電圧を自動制御する場合は、
接点8を閉の動作とする。そして、電圧検出器4により
検出された電池2の電池電圧値VPと電池電圧設定器6の
電池電圧設定値VSとから加算器5で求めた電池電圧偏差
ΔVを有効電力指令演算器7に入力する。次に、有効電
力指令演算器7の演算処理出力は、有効電力指令PMとし
て接点8およびアナログメモリ9を経由して有効電力制
御器10に入力する。有効電力制御器10では、交流・直流
変換器1に入出力する有効電力量が有効電力指令入力PM
となるように制御する。そして、この交流・直流変換器
1に入出力する有効電力量の制御に基づき、電池電圧値
VPが電池電圧設定値VSに一致するように電池2の電圧制
御をする。
一方、電池2の電圧を自動制御しない場合は、接点8
の開動作をする直前にアナログメモリ9にメモリされた
有効電力指令PMを有効電力制御器10が入力して、この有
効電力指令PMに基づいて、交流・直流変換器1に入出力
する有効電力量を制御する。
ところで、この第1の従来例の制御システムでは、電
池2の電圧を一定とするように電圧制御をする構成とし
ているが、電池2に入出力する電流を一定とするように
電流制御をする構成としてもほぼ同様の作用、効果が得
られる。
第4図は、上記した第2の従来例を示す定電流制御に
よる制御システムのブロック構成図である。
図中、第3図と同一符号は同一部分または相当部分を
示し、定電流制御に伴い電流による信号処理がされる点
が異なる。
ここで、電流検出器4の検出した電池電流値IPと電池
電流設定器6の電池電流設定値ISとは加算器5にて電池
電流偏差ΔIとなり、有効電力指令演算器7にて演算処
理され、有効電力指令PDを接点8へ出力する。
そして、自動制御の場合、接点8が閉動作として第3
図において説明したと同様に有効電力指令PMがアナログ
メモリ9を介して有効電力制御器10に入力する。
この有効電力指令値PMにより交流・直流変換器1の有
効電力量を制御し、この制御に基づいて電池2の電流を
一定に制御する。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記した従来の電池貯蔵システム制御
装置には次の問題がある。
ここでは、第3図に示した電池2の電圧を一定にする
制御システムについて述べる。
即ち、有効電力指令値PMを演算する有効電力指令演算
器7では、種々の電池電圧偏差ΔVの変化に対応して最
適制御できる比例ゲイン、積分値および微分値を定める
ことは容易なことでない。
例えば、過度的な電池電圧偏差ΔVに応じ大きな比例
ゲイン、短い積分時間とすれば、電池電圧値VPがオーバ
ーシュートやハンチング等を生じることがある。逆に、
過度的な電池電圧偏差ΔVに応じ小さな比例ゲイン、長
い積分時間とすれば、電池電圧値VPが電池電圧設定値VS
に追従するために長時間を要することがある。
このような問題は、特に、接点8を開動作として自動
制御していないときに接点8を閉動作として自動制御に
するときに問題となり、例えば、電池電圧偏差ΔVが大
きい場合に安定するまで長時間を要することになる。ま
た、接点8を閉動作として自動制御にして電池電圧制御
しているときでも、電池電圧設定値VSを設定変更した場
合も同様の問題が生じる。
このような問題は、第4図に示す第2の従来例の電流
制御の場合でも同様に生じる。
そこで、本発明は、電池電圧制御または電池電流制御
の過度特性を改善した電池電力貯蔵システム制御装置を
提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、交流・直流変換器の入出力有効電力量を制
御することにより電池電圧または電池に入出力する電流
を一定に制御するため、電池残存電荷量積算手段が電池
残存電荷量を積算する。
そして、電池電圧制御では電池残存電荷量と電圧設定
手段の電池電圧値から予測電流値を演算する。さらに、
上記予測電流値と上記電池電圧値とを乗算して有効電力
先行指令を演算する。また、電池電流制御では電池残存
電荷量と電流設定手段の電池電流値から予測電圧値を演
算する。さらに、上記予測電圧値と上記電池電流値とを
乗算して有効電力先行指令を演算する。
この有効電力先行指令をフィードバック制御側有効電
力指令に加えるようにした。
(作用) 上記構成により、常時電池電圧設定値または電池電流
設定値に対応した有効電力指令値により先行して交流・
直流変換器を制御できる。
この結果、電池電圧制御または電池電流制御において
自動制御した際や、自動制御時に電池電圧設定値または
電池電流設定値の変更した場合でも、制御系に迅速に追
従がし、応答性に優れた電池電圧制御または電池電流制
御となる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図は、本発明の第1実施例を示す電池電力貯蔵シ
ステム制御装置のブロック構成図である。図中第3図と
同一符号は同一部分または相当部分を示し、既に説明し
た部分は説明を省略する。
第3図と異なる点は、電池残存電荷量積算器11,有効
電力先行指令演算器12および加算器15を追加して備えて
いる点である。
ここで、電池残存電荷積算器11は電池2に入出力する
電流値に基づいて電池2の電池残存電荷量QCを積算す
る。
有効電力先行指令演算器12は電流演算器13および乗算
器14から構成される。
電流演算器13は、電池残存電荷量積算器11の電池残存
電荷量QCと電池電圧設定器6の電池電圧設定値VSとを入
力して、両者を演算処理して予測電池電流値IAを求め
る。
この予測電池電流値IAは電池2の電圧が電池電圧設定
値VSとなったとき電池2に入出力することが予測される
電流値である。即ち、この実施例において用いる化学反
応を利用した電池の充電または放電時の電流値は電池の
周囲温度を一定とすれば、電池残存電荷量と電池の電圧
値との関数が成立つことを前提条件としている。そし
て、この電池の性質を利用して現在の電池2の電池残存
電荷量QCから電池2の電圧が電池電圧設定器4の電池電
圧設定値VSとなったとき予測される電流を予測電池電流
値IAとし、上記関数に基づいて演算して求めている。
乗算器14は、上記予測電池電流値IAと電池電圧設定器
6の電池電圧設定値VSとを入力して、この両者の乗算処
理により有効電力先行指令PFFを求める。この有効電力
先行指令PFFは、電池2の電圧を電池電圧設定器4の電
池電圧設定値VSとなったとき予測される有効電力量とす
るための指令値である。
加算器15は、上記有効電力先行指令PFFと有効電力指
令演算器7のフィードバック側制御有効電力指令PFB
を加算処理し、有効電力指令PDを求める。
以上の構成で、まず、電池電圧設定器6の+符号の電
池電圧設定値VSと電池2の電圧を検出する電圧検出器4
の−符号電池電圧値VPとが加算器5において加算処理し
て、その電池電圧偏差ΔVが有効電力指令演算器7に入
力する。
有効電力指令演算器7では、上記電池電圧偏差ΔVに
基づき有効電力指令値を演算処理し、フィードバック制
御側有効電力指令PFBを加算器15へ出力する。
一方、電池残存電荷量積算器11の電池残存電荷量QC
電池電圧設定器6の電池電圧設定値VSとを有効電力先行
指令演算器12内の電流演算器13に入力し、この電流演算
器13において両者のデータに基づいて演算処理を行っ
て、予測電池電流値IAを求め、この結果を乗算器14に出
力する。
乗算器14では、上記予測電池電流値IAと上記電池電圧
設定値VSとを乗算して、加算器15へ有効電力先行指令P
FFを出力する。そして、上記有効電力先行指令PFFは、
有効電力指令演算器7の上記したフィードバック制御側
有効電力指令PFBと加算器15で加算処理され、この加算
器15から有効電力指令出力PDを接点8へ出力する。
ここで、接点8が開動作のとき、アナログメモリ9の
有効電力指令入力PMは接点8が開動作する直前のアナロ
グメモリ9にメモリされた有効電力指令PDの値をを有効
電力指令PMとして出力する。
一方、接点8を閉動作とすると、アナログメモリ9か
らの有効電力指令PMは接点8からの有効電力指令PDと同
じ値となり、フィードバック電圧制御をする。これによ
り、有効電力指令PMはフィードバック制御側有効電力指
令PFBに有効電力先行指令PFFが加算された値となり、こ
の有効電力指令PMに基づいて有効電力制御器10が交流・
直流変換器1を制御する。
この場合の有効電力指令値PMは、従来のフィードバッ
ク制御側有効電力指令PFBに予め電池電圧設定値VSに対
応した有効電力量としての有効電力先行指令PFFが加え
られ交流・直流変換器1を制御するから過度的な電池電
圧設定値VSの変化に対して電池2の電圧が迅速に追従す
る。
例えば、自動制御するため接点8を閉動作とした場合
や自動制御をしている場合に電池電圧設定値VSを変更し
た場合でも電池電圧設定値VSに電池電圧値VPが迅速に追
従する。
ところで、以上説明した制御システムは電池2に入出
力する電流を一定に制御する装置にも第2の実施例とし
て第2図に示す如く、第1実施例と同様に実施できる。
第2図は、本発明の第2の実施例を示すもので、図
中、第4図と異なる点は、電池残存電荷量積算器11,有
効電力先行指令演算器12および加算器15を備えている点
である。
この第2実施例では、電流制御とした関係上、制御信
号等について第1実施例と異なるが、作用、効果は同様
である。
即ち、この実施例では電池2の周囲温度を一定した場
合、電池2の電圧は電池残存電荷量QCと電池2の電流と
の関数となることを前提条件としている。この電池2の
性質を利用して電池残存電荷量積算器11の電池残存電荷
量QCと電池電流設定器6の電池電流設定値ISとから、電
池2に入出力する電流が電池電流設定値ISとなったとき
の予測電池電圧値VAを有効電力先行指令演算器12内の電
圧演算器13において求める。
そして、この予測電池電圧値VAと、上記電池電流設定
値ISを有効電力先行指令演算器12内の乗算器14において
乗算して、有効電力先行指令PFFを求める。さらに、こ
の有効電力先行指令PFFとフィードバック制御側有効電
力指令PFBとを加算器15に入力する構成としている。従
って、第1実施例と同様に自動制御するため接点8を閉
動作とした場合や自動制御をしている場合に電池電流設
定値ISを変更した場合でも先行的に電池電流設定値IS
対応した有効電力量を有効電力先行指令PFFによって有
効電力制御器10に与えるから過度時の応答性に優れる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、電池電圧制御ま
たは電池電流制御において、自動制御した際や、自動制
御時に電池電圧設定値または電池電流設定値の設定変更
をした場合でも、有効電力先行指令により先行して交流
・直流変換器を制御できる。従って、制御系に迅速に追
従して応答するから上記電池電圧制御または電池電流制
御の過渡的応答特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す電池電力貯蔵システ
ム制御装置のブロック構成図、第2図は本発明の第2実
施例を示す同装置のブロック構成図、第3図は第1の従
来例を示す電池電力貯蔵システム制御装置のブロック構
成図、第4図は第2の従来例を示す同装置のブロック構
成図である。 1……交流・直流変換器、2……電池、3……電力系
統、4……電圧検出器,電流検出器、5……加算器、6
……電池電圧設定器,電池電流設定器、7……有効電力
指令演算器、10……有効電力制御器、11……電池残存電
荷量積算器、12……有効電力先行指令演算器、13……電
圧演算器,電流演算器、14……乗算器、15……加算器。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電力系統の電気エネルギーを電池に充電ま
    たは電池の電気エネルギーを電力系統に放電するための
    交流・直流変換手段と、前記電池の電圧と前記電池の設
    定電圧値との偏差を入力して有効電力指令を演算する有
    効電力指令演算手段と、前記電池の残存電荷量と前記電
    池の設定電圧値を入力して予測電流値を演算する予測電
    流値演算手段と、この手段の予測電流値と前記電池の設
    定電圧とを乗算して有効電力先行指令を出力する有効電
    力先行指令演算手段と、この手段の有効電力先行指令と
    前記有効電力演算手段の有効電力指令を加算する加算手
    段と、この加算手段の出力により前記交流・直流変換手
    段の入出力有効電力量を制御する制御手段とを備えたこ
    とを特徴とする電池電力貯蔵システム制御装置。
  2. 【請求項2】電力系統の電気エネルギーを電池に充電ま
    たは電池の電気エネルギーを電力系統に放電するための
    交流・直流変換手段と、前記電池の電流と、前記電池の
    設定電流値との偏差を入力して有効電力指令を演算する
    有効電力指令演算手段と、前記電池の残存電荷量と前記
    電池の設定電流値を入力して予測電圧値を演算する予測
    電圧値演算手段と、この手段の予測電圧値と前記電池の
    設定電流値とを乗算して有効電力先行指令を出力する有
    効電力先行指令演算手段と、この手段の有効電力先行指
    令と前記有効電力演算手段の有効電力指令を加算する加
    算手段と、この加算手段の出力により前記交流・直流変
    換手段の入出力有効電力量を制御する制御手段とを備え
    たことを特徴とする電池電力貯蔵システム制御装置。
JP29356290A 1990-11-01 1990-11-01 電池電力貯蔵システム制御装置 Expired - Fee Related JP2685977B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29356290A JP2685977B2 (ja) 1990-11-01 1990-11-01 電池電力貯蔵システム制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29356290A JP2685977B2 (ja) 1990-11-01 1990-11-01 電池電力貯蔵システム制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04168939A JPH04168939A (ja) 1992-06-17
JP2685977B2 true JP2685977B2 (ja) 1997-12-08

Family

ID=17796356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29356290A Expired - Fee Related JP2685977B2 (ja) 1990-11-01 1990-11-01 電池電力貯蔵システム制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2685977B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0564149B1 (en) 1992-04-03 1997-09-24 JEOL Ltd. Storage capacitor power supply

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04168939A (ja) 1992-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5621302A (en) Battery charger monitoring battery voltage and/or temperature at relevant sampling interval
US5861733A (en) Battery charger
US4616324A (en) Digital overcurrent tripping arrangement
JP2685977B2 (ja) 電池電力貯蔵システム制御装置
JPH11262186A (ja) 電力貯蔵システムの制御装置
JP3493644B2 (ja) 太陽光発電システムの最大電力追尾方法
Vafamand et al. Adaptive optimal control of faulty nonlinear dc microgrids with constant power loads: Dual-extended kalman filter approach
JP3062606B2 (ja) ニューラルネットワークを用いた適応制御装置
JPS63181015A (ja) 太陽光発電装置の最大出力制御方式
JP2002025594A (ja) 燃料電池の水素流量制御装置
JP3268866B2 (ja) 二次電池の充電方法
JP3484506B2 (ja) 電力制御装置及びそれを用いた発電システム
JPH0678473A (ja) 系統連系形蓄電池充電装置
JPH0884438A (ja) バッテリ充電装置
JP2718317B2 (ja) 電池の充電装置
JPS6337585B2 (ja)
JPH07170677A (ja) 無停電電源装置の蓄電池充電回路
JP6894296B2 (ja) 充電器
JP3788295B2 (ja) 太陽電池の最大電力制御方法
JP3571833B2 (ja) 速度形pid調節装置
Quispe et al. State Observer-Based Output Feedback Control Applied to a Time-Discrete Coupled Inductors Cuk Converter
JPS63115202A (ja) フイ−ドバツクプロセス制御装置
JPS624951B2 (ja)
JPS6062896A (ja) 電流制御回路
JPH0261227B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees