JP5811941B2 - Power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載された蓄電装置を定置用の蓄電装置と建物内の交流電力線とへ給電する電力供給システムに関する。 The present invention relates to a power supply system that feeds a power storage device mounted on a vehicle to a stationary power storage device and an AC power line in a building.
従来技術として、特許文献１に開示された電力供給システムが知られている。当該電力供給システムは、外部の電力系統を家庭内負荷に供給する電力配線に接続した充放電器と全体制御を行うメインコントローラとを備え、充放電器を介して、電気自動車のバッテリと住宅側との間で相互に電力伝達可能とする。そして、電力供給システムは、車両側の蓄電池から住宅側に電力を過剰供給しないようにして、車両側の蓄電池に次の走行用の電力を確保するようにしている。 As a conventional technique, a power supply system disclosed in Patent Document 1 is known. The power supply system includes a charger / discharger connected to a power wiring for supplying an external power system to a household load, and a main controller for overall control, and the battery of the electric vehicle and the house side are connected via the charger / discharger. Power can be transmitted to each other. Then, the power supply system does not excessively supply power from the storage battery on the vehicle side to the house side, and ensures power for the next travel in the storage battery on the vehicle side.
上記の特許文献１に記載の装置では、車両に搭載される蓄電池の電力が電力系統へ向けて逆潮流されてしまうことの防止について、対策が講じられていない。また、車両搭載される蓄電池からの放電及び放電停止の頻度増加により、車両側の放電に関わる各種装置の劣化が促進されてしまうという問題がある。 In the apparatus described in the above-mentioned Patent Document 1, no measures are taken for preventing the power of the storage battery mounted on the vehicle from flowing backward toward the power system. In addition, there is a problem that deterioration of various devices related to discharge on the vehicle side is promoted due to an increase in the frequency of discharge and discharge stop from the storage battery mounted on the vehicle.
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電力系統への過度な逆潮流の抑制と放電に関わる車両搭載装置の劣化防止とを図ることができる電力供給システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides an electric power supply system capable of suppressing excessive reverse power flow to an electric power system and preventing deterioration of a vehicle-mounted device related to discharge. The purpose is to do.
上記目的を達成するため、請求項１に記載の電力供給システムに係る発明は、電力系統（２）から供給される交流電力を直流電力に変換可能で、入力される直流電力を交流電力に変換して電力系統及び電気機器（３）に給電可能である双方向型電力変換装置（１１）と、電力系統から供給される交流電力を車両（２０）に搭載された蓄電装置（２３）に給電し、車両の前記蓄電装置に蓄えられた電力を受電する充放電装置（３０）と、充放電装置から供給される交流電力を直流電力に変換して出力する電力変換装置（１２）と、電力変換装置から出力される直流電力を検出する出力検出装置（１７）と、双方向型電力変換装置に入力される直流電力を検出する入力検出装置（１８）と、電力変換装置から出力される直流電力を蓄電し、蓄電されている電力を双方向型電力変換装置に放電する定置式の蓄電装置（１３）と、電力変換装置から出力される直流電力が定置式の蓄電装置及び双方向型電力変換装置へ入力可能な電力経路と定置式の蓄電装置から出力される直流電力が双方向型電力変換装置へ入力可能な電力経路とを含む直流電力線（１５，１６）と、車両の蓄電装置から充放電装置を介して放電が行われる場合に、出力検出装置及び入力検出装置によって検出される各直流電力値に応じて、電力変換装置の出力電力値と双方向型電力変換装置の入力電力値を決定し、当該決定した出力電力値と入力電力値を満たすように電力変換装置及び双方向型電力変換装置の作動を制御する充放電制御装置（５）と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the power supply system according to claim 1 is capable of converting AC power supplied from the power system (2) into DC power, and converting input DC power into AC power. Then, the bidirectional power conversion device (11) capable of supplying power to the power system and the electrical equipment (3) and AC power supplied from the power system to the power storage device (23) mounted on the vehicle (20) are supplied. A charge / discharge device (30) for receiving the power stored in the power storage device of the vehicle, a power conversion device (12) for converting AC power supplied from the charge / discharge device to DC power and outputting the power, and power Output detection device (17) for detecting DC power output from the converter, input detection device (18) for detecting DC power input to the bidirectional power converter, and DC output from the power converter Stores power and stores And in which power stationary power storage device discharges bidirectional power conversion device (13), can be input power is DC power output from the power converter to a stationary power storage device and bidirectional power conversion device DC power lines (15, 16) including a path and a power path through which DC power output from a stationary power storage device can be input to the bidirectional power converter, and discharging from the power storage device of the vehicle via the charge / discharge device Is performed, the output power value of the power converter and the input power value of the bidirectional power converter are determined according to each DC power value detected by the output detector and the input detector, and the determined And a charge / discharge control device (5) for controlling the operation of the power converter and the bidirectional power converter so as to satisfy the output power value and the input power value.
この発明によれば、電力変換装置、定置式の蓄電装置及び双方向型電力変換装置を連絡する直流電力線を有し、当該直流電力線を流れる直流電力のうち、電力変換装置から出力される直流電力と双方向型電力変換装置に入力される直流電力とを検出し、これらの検出値に応じて決定した値にしたがって、定置式の蓄電装置への蓄電量、電力系統及び電気機器への放電量を制御する。この制御によれば、双方向型電力変換装置の入力電力値を適正に決定することにより電力系統及び電気機器への過度な放電量を防止し、電力変換装置の出力電力値を適正に決定することにより車両の蓄電装置からの頻繁な放電を防止することができる。したがって、電力系統への過度な逆潮流の抑制と放電に関わる車両搭載装置の劣化防止とを図ることができる電力供給システムを提供できる。 According to this invention, the DC power output from the power converter out of the DC power flowing through the DC power line is provided having the DC power line connecting the power converter, the stationary power storage device, and the bidirectional power converter. And DC power input to the bidirectional power converter, and according to the values determined according to these detected values, the amount of power stored in the stationary power storage device, the amount of discharge to the power system and electrical equipment To control. According to this control, by appropriately determining the input power value of the bidirectional power converter, an excessive amount of discharge to the power system and the electrical equipment is prevented, and the output power value of the power converter is appropriately determined. Thus, frequent discharge from the power storage device of the vehicle can be prevented. Therefore, it is possible to provide an electric power supply system capable of suppressing excessive reverse power flow to the electric power system and preventing deterioration of the vehicle-mounted device related to discharge.
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。 A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly show that combinations are possible in each embodiment, but also combinations of the embodiments even if they are not specified, unless there is a particular problem with the combination. Is also possible.
（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態の電力供給システム１００は、例えば住宅である建物に設置された分電盤１と、分電盤１から延びる交流電力線６に接続された蓄電ユニット１０と、車両２０の蓄電池２３及び蓄電ユニット１０の蓄電池１３に充放電する充放電スタンド３０と、蓄電ユニット１０及び車両２０と通信する充放電制御装置５と、を備える。車両２０は、蓄電容量の大きな蓄電池２３を搭載し、例えばプラグインハイブリッド自動車、電気自動車等である。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
充放電スタンド３０は、電力系統２からの系統電力を供給して車両２０の蓄電池２３に充電したり、車両２０の蓄電池２３に蓄えられた電力を蓄電ユニット１０のＡＣ／ＤＣコンバータ１２へ出力したりする充放電装置である。交流電力線６は、例えば単相３線式の（１本の中性線と２本の電圧線とからなる）電力線であり、電力会社の電力系統２の系統電力が分電盤１を介して供給される。分電盤１には、主幹ブレーカ、各回路系統に流れる電流上限値を規制する漏電検知機能付きの電流ブレーカが設けられている。
The charging /
また、交流電力線６は、太陽光エネルギー、太陽熱エネルギー、風力エネルギー、水力エネルギー等の自然界のエネルギーから各種発電手段を用いて得られた系統外電力も供給される構成であってもよい。交流電力線６には、各種電気機器等からなる負荷３が接続されており、これらの電気機器等には交流電力線６を介して給電されるようになっている。 Further, the AC power line 6 may be configured to be supplied with off-system power obtained by using various power generation means from natural energy such as solar energy, solar thermal energy, wind energy, and hydraulic energy. The AC power line 6 is connected to a load 3 composed of various electric devices and the like, and these electric devices and the like are supplied with power via the AC power line 6.
交流電力線６には、例えば建物の外部に設置された蓄電ユニット１０（蓄電システム、ｅ−Ｓｔａｔｉｏｎと呼ばれることもある）が接続している。蓄電ユニット１０は、双方向パワーコンディショナ１１、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２、蓄電池１３等を備える。蓄電池１３は、建物、土地等に固定された定置式の蓄電装置であり、例えばリチウムイオン電池等の二次電池からなる単電池を複数組み合わせた組電池である。
The AC power line 6 is connected to, for example, a power storage unit 10 (sometimes referred to as a power storage system or e-Station) installed outside the building. The
双方向パワーコンディショナ１１（以下、双方向ＰＣＳ１１ともいう）は、例えば、充電・ＰＣＳ制御用基盤、電源変換回路、通信基盤及びＤＣ／ＤＣコンバータを備える。双方向ＰＣＳ１１は、交流電力と直流電力とを相互に変換可能な双方向型電力変換装置である。
The bidirectional power conditioner 11 (hereinafter also referred to as a bidirectional PCS 11) includes, for example, a charging / PCS control board, a power conversion circuit, a communication board, and a DC / DC converter. The
蓄電池１３は、双方向ＰＣＳ１１を介して交流電力線６に電気的に接続され、交流電力線６からの交流電力を充電したり、蓄電された直流電力を交流電力線６へ放電したりすることが可能となっている。蓄電池１３は、直流電力線１６、直流電力線１５を介してＡＣ／ＤＣコンバータ１２に接続され、充放電スタンド３０からの交流電力を直流電力変換して充電できるとともに、直流電力線１６、直流電力線１５を介して双方向ＰＣＳ１１に接続され、直流電力を交流電力に変換して分電盤１へ放電可能できる蓄電装置である。電力変換装置であるＡＣ／ＤＣコンバータ１２によって交流から直流に変換された電力は、直流電力線１５、直流電力線１６を介してすべて蓄電池１３に入力される場合と、一部が蓄電池１３に入力されるとともに残りが直流電力線１５を介して双方向ＰＣＳ１１に入力される場合と、すべて直流電力線１５を介して双方向ＰＣＳ１１に入力される場合と、がある。
The
直流電力線１５には、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力側に直流電力センサ１７が設けられている。直流電力センサ１７は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２から出力される直流電力を検出する出力検出装置である。直流電力線１５には、双方向ＰＣＳ１１への入力側に直流電力センサ１８が設けられている。直流電力センサ１８は、双方向ＰＣＳ１１に入力される直流電力を検出する入力検出装置である。
The
充放電制御装置５には、直流電力センサ１７及び直流電力センサ１８からの検出信号が入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１２から出力される直流電力の出力値は、直流電力センサ１７によって検出され、双方向ＰＣＳ１１へ入力される直流電力がある場合には、その入力値が直流電力センサ１８によって検出されることになる。したがって、直流電力センサ１７によって検出されるＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力値から、直流電力センサ１８によって検出される双方向ＰＣＳ１１への入力値を差し引いた値は、蓄電池１３へ充電される電力値である。
Detection signals from the
蓄電池１３に充放電する際には、双方向ＰＣＳ１１の充電・ＰＣＳ制御用基盤の指令に基づいて電源変換回路が交直変換、電圧調整、充放電電力量の調整を行う。充放電制御装置５は、当該充電・ＰＣＳ制御用基盤を介して、電源変換回路による交直変換、電圧調整、充放電電力量の調整を行う。充電・ＰＣＳ制御用基盤には、分電盤１よりも上流側の電力線に設けられた電流センサ４からの信号が入力される。電流センサ４は、電力系統２へ電力を供給する際の逆潮流を検出することができる。充放電制御装置５は、蓄電池１３から双方向ＰＣＳ１１を介して分電盤１へ放電しているときに、電流センサ４からの入力信号に基づいて電力系統２への電力逆潮流現象の発生を検出した場合には、充電・ＰＣＳ制御用基盤を制御して放電を禁止することができる。
When the
双方向ＰＣＳ１１のＤＣ／ＤＣコンバータからは、充放電制御装置５及び操作表示装置（図示せず）へ給電線が延びている。電力系統２の系統電力の停電時にも充放電制御装置５やコントローラへ電源を供給し、これらを作動可能とする。操作表示装置は、電力供給システム１００の動作状態が表示される装置であり、例えば建物内に配設される遠隔操作手段である。
A power supply line extends from the DC / DC converter of the
充放電制御装置５は、充放電スタンド３０、車両２０の双方向インバータ２２、双方向ＰＣＳ１１、蓄電池１３、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２等の作動を制御する。充放電制御装置５は、充放電スタンド３０のシステムＥＣＵ３１、双方向インバータ２２の通信基盤、双方向ＰＣＳ１１の通信基盤、蓄電池１３の蓄電池監視ＥＣＵ等と通信可能に接続されている。充放電制御装置５は、電力供給システム１００の各種機器を制御可能とする拡張ＥＣＵである。充放電制御装置５は、ユーザーが操作入力できる操作表示装置内に搭載される構成でもよい。
The charge /
充放電スタンド３０は、例えば建物の外部に、蓄電ユニット１０とは別体で設置されている。充放電スタンド３０には、分電盤１で交流電力線６から分岐した充電電力線７が接続されている。充電電力線７は、充放電スタンド３０内にまで配設され、充放電スタンド３０の本体部から外部に延出する充放電ケーブル７２に接続している。充放電ケーブル７２の先端部には、充放電コネクタが取付けられている。充放電スタンド３０の本体部内において、充電電力線７には交流放電電力線７１が分岐接続しており、充放電スタンド３０の本体部から外部へ延びる交流放電電力線７１は、蓄電ユニット１０内にまで延設されている。
The charging / discharging
充放電スタンド３０に内蔵されるシステムＥＣＵ３１は、充放電制御装置５と通信することにより、車載蓄電装置である蓄電池２３に対する充放電を制御する。すなわち、システムＥＣＵ３１は、車載の蓄電装置に対する充放電制御手段である。充放電ケーブル７２内には、電力線とともにＣＰＬＴ線及びＧＮＤ線が配設され、ＣＰＬＴ信号が通信可能となっている。
The
車両２０には、例えば充放電コネクタの差込口が設けられている。この充放電コネクタに充放電スタンド３０の充放電コネクタを接続することにより、車載の充放電器である双方向インバータ２２を介して、車載の蓄電池２３を充放電することが可能である。車載の蓄電池２３を充電する際には、充放電ケーブル７２を介して供給された交流電力を双方向インバータ２２が直流電力に変換して、車載の蓄電池２３に充電する。一方、車載の蓄電池２３から放電する際には、車載の蓄電池２３が蓄電している直流電力を双方向インバータ２２が交流電力に変換して、リレー２１、充放電ケーブル７２を介して充放電スタンド３０へ放電する。つまり、双方向インバータ２２は、蓄電池２３の充電時には交流電力を直流電力に変換し、蓄電池２３の放電時には直流電力を交流電力に変換する電力変換器である。
The
次に、上記構成の電力供給システム１００の作動例について説明する。車載の蓄電池２３を充電する充電モード時には、システムＥＣＵ３１は、まず、充放電ケーブル７２先端の充放電コネクタが車両２０に接続されたことをＣＰＬＴ通信等にて確認し、ＬＡＮ経由で宅内の操作表示装置へ接続完了を送信する。操作表示装置は、例えば表示画面に接続完了を表示する。次に、システムＥＣＵ３１は、ＰＬＣ通信を開始し、ＰＬＣ通信等にて検出した車両２０側の情報をＬＡＮ経由で操作表示装置へ送信する。操作表示装置は、例えば表示画面に車両情報を表示する。
Next, an operation example of the
システムＥＣＵ３１は、充電モード時に、充放電コネクタが車両２０に接続されたことをＣＰＬＴ通信等によって確認した場合には、車両２０内の直流電力線に介設されたリレー２１をオフ状態とする。そして、システムＥＣＵ３１は、操作表示装置の操作スイッチ等が操作されて操作表示装置からＬＡＮ経由で充電開始指令が送信された場合には、リレー２１をオン状態とし、ＣＰＬＴ通信等にて車載の双方向インバータ２２に指定電力での充電開始を指示する。
When the
システムＥＣＵ３１は、車載の蓄電池２３の充電終了をＣＰＬＴ信号等にて検知した場合には、充電終了情報をＬＡＮ経由にて操作表示装置に送信して待機する。操作表示装置は、例えば表示画面に充電終了情報を表示する。
When the end of charging of the in-
また、システムＥＣＵ３１は、操作表示装置の操作スイッチ等が操作されて操作表示装置からの充電停止指令を受信した場合には、ＣＰＬＴ通信等にて車載の双方向インバータ２２の充電動作を停止させ待機する。そして、システムＥＣＵ３１は、充放電コネクタが車両２０から取り外されたことをＣＰＬＴ通信等にて確認後、リレー２１をオフし、ＬＡＮ経由で操作表示装置に充放電コネクタが外されたことを送信する。操作表示装置は、例えば表示画面にコネクタ取り外しの情報を表示する。
Further, when the operation switch or the like of the operation display device is operated and the charging stop command is received from the operation display device, the
次に、車載の蓄電池２３から放電する放電モードについて説明する。システムＥＣＵ３１は、充放電コネクタが車両２０のコネクタに接続された場合には、車載の蓄電池２３の直流電力を車載の双方向インバータ２２で交流電力に変換して放電する。
Next, a discharge mode for discharging from the in-
車載の蓄電池２３の電力を車両２０から交流電力として放電する放電モード時には、システムＥＣＵ３１は、まず、充放電コネクタが車両２０に接続されたことをＣＰＬＴ通信等にて確認し、ＬＡＮ経由で操作表示装置へ接続完了を送信する。操作表示装置は、例えば表示画面に接続完了を表示する。次に、システムＥＣＵ３１は、ＰＬＣ通信を開始し、ＰＬＣ通信等にて検出した車両２０側の情報をＬＡＮ経由で操作表示装置へ送信する。操作表示装置は、例えば表示画面に車両情報を表示する。操作表示装置には、例えば、車両２０の蓄電池２３に、次回の車両走行のために必要な蓄電量を上回る余剰の蓄電量があるか否かが表示される。
In the discharge mode in which the electric power of the in-
車載の蓄電池２３に余剰電力が蓄電されている場合に、例えば操作表示装置が操作されて、操作表示装置からＬＡＮ経由で放電開始指令が送信されたときは、システムＥＣＵ３１は、リレー２１をオン状態としてＣＰＬＴ通信等またはＰＬＣ通信等によって双方向インバータ２２に放電開始を指示し、車載の蓄電池２３の放電を開始する。さらに、システムＥＣＵ３１と通信する充放電制御装置５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２をオン状態とする。これにより、車両２０からの交流出力が直流電力に変換され、充放電制御装置５は、変換された直流電力を、図２及び図３のフローチャートに記載の処理にしたがって、双方向ＰＣＳ１１、定置式の蓄電池１３に出力する。
When surplus power is stored in the in-
次に、充放電制御装置５により実行される放電に係る制御について説明する。充放電制御装置５は、車両２０の蓄電池２３からの交流出力がＡＣ／ＤＣコンバータ１２に入力されているときに、分電盤１から電力系統２への逆潮流の有無情報を監視し、蓄電池１３の蓄電量、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力値、双方向ＰＣＳ１１への入力値等に基づいて、蓄電池１３への充電量と分電盤１への供給量を制御する。
Next, control related to discharge executed by the charge /
充放電制御装置５は、蓄電池２３から出力される交流電力がＡＣ／ＤＣコンバータ１２で直流電力に変換されて双方向ＰＣＳ１１を介して分電盤１に放電されているときに、蓄電池２３のＳＯＣ状態（蓄電状態）に余剰がなくなり双方向インバータ２２からの放電停止指令を受信した場合に、放電を停止する。このとき、車載の蓄電池２３の蓄電量情報はＬＡＮ経由で操作表示装置に送信される。操作表示装置は、例えば車載の蓄電池２３に余剰電力がない旨を表示画面に表示する。
When the AC power output from the
充放電制御装置５は、車両２０の蓄電池２３から分電盤１、例えば住宅側に給電する場合には、蓄電池２３の劣化（寿命低下）に繋がらないように、予め定めた最低出力値以上の電力を供給するように双方向インバータ２２を制御する。換言すれば、充放電制御装置５は、最低出力値未満の電力供給しかできない場合には、蓄電池２３からの放電を実行しない。また、充放電制御装置５は、一旦、車両２０の蓄電池２３から分電盤１への給電指令があった場合、蓄電池２３の放電可能な電力量が放電されるまで、最低出力値以上の電力値で放電を継続する。このように、充放電制御装置５は、車両２０の蓄電池２３からの放電を継続的に行い、放電の停止及び実行を頻繁に行わない。
When charging / discharging
充放電制御装置５は、住宅側での電力需要が増加すると、双方向ＰＣＳ１１を介して分電盤１への給電量を確保するために、できるだけ定置用の蓄電池１３から放電させるとともに、車両２０の蓄電池２３からの放電量で補完するように制御する。このとき、充放電制御装置５は、定置用の蓄電池１３のＳＯＣが０％にならないように分電盤１への給電量を確保し、蓄電池１３の放電量、蓄電池２３の放電量を制御する。
When the electric power demand on the house side increases, the charge /
充放電制御装置５は、蓄電ユニット１０の蓄電池１３の蓄電量が予め定める所定量以下の場合に限り、車両２０の蓄電池２３の蓄電力を充放電スタンド３０を介してＡＣ／ＤＣコンバータ１２に放電するように制御する。これによれば、蓄電池２３からの放電回数が抑制でき、リレー２１、蓄電池２３等の車両搭載装置の劣化を防止できる。
The charge /
充放電制御装置５は、車両２０の蓄電池２３に余剰電力が蓄電されている場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２から出力される出力電力値と、双方向ＰＣＳ１１に入力される入力電力値とを監視し、これらの電力値を用いて蓄電池２３から給電される電力量を制御する。このとき、充放電制御装置５は、入力電力値が出力電力値よりも大きくなるように（例えば、予め定めた所定の電力値分大きくなるように）、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２と双方向ＰＣＳ１１を制御する。そして、充放電制御装置５は、出力電力値よりも大きい入力電力値の余剰分を、定置式の蓄電池１３に充電する電力量に割り当てるように制御する。
The charge /
次に、車両２０の蓄電量利用制御の一例を図２及び図３に示すフローチャートにしたがって説明する。当該制御に係る処理は、主に充放電制御装置５によって実行される。充放電制御装置５は、車載の蓄電池２３に余剰電力が蓄電されており、かつ放電開始指令を受信すると、車両２０の蓄電量利用制御を開始する。まずステップ１０で、直流電力センサ１７による検出値が５５０Ｗ以上であるか否かを判定する。つまり、ステップ１０では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２から出力される出力電力値が第１の所定値以上（５５０Ｗ以上）であるか否かを判定する。
Next, an example of the storage amount usage control of the
ステップ１０でＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電力値が５５０Ｗ未満であると判定すると、ステップ１５に進み、Ｖ２Ｈ運転起動モードの処理を実行する。このＶ２Ｈ運転起動モードでは、充放電制御装置５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２に対し、ステップ１０の閾値よりも高い６００Ｗの出力値となるように出力許可指令を出してＡＣ／ＤＣコンバータ１２を制御するとともに、出力を禁止するように双方向ＰＣＳ１１を制御する。そしてステップ４０に進む。
If it determines with the output electric power value of the AC /
ステップ４０では、電力系統２側に異常状態が検出されるか否かを判定する。ステップ４０で異常状態の検出なしと判定すると、ステップ１０に戻り、本制御を継続する。ステップ４０で異常状態の検出ありと判定すると、ステップ５０に進み、電力系統異常待機モードの処理を実行する。この電力系統異常待機モードでは、充放電制御装置５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２に対し、ステップ１５と同様に６００Ｗの出力値となるように出力許可指令を出してＡＣ／ＤＣコンバータ１２を制御するとともに、出力を禁止するように双方向ＰＣＳ１１を制御する。そしてステップ１０に戻り、本制御を継続する。
In step 40, it is determined whether an abnormal state is detected on the power system 2 side. If it is determined in step 40 that no abnormal state has been detected, the process returns to step 10 to continue this control. If it is determined in step 40 that an abnormal state has been detected, the process proceeds to step 50 to execute processing in the power system abnormality standby mode. In this power system abnormality standby mode, the charging / discharging
ステップ１０でＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電力値が５５０Ｗ以上であると判定すると、ステップ２０に進み、直流電力センサ１８による検出値が３５０Ｗ以上であるか否かを判定する。つまり、ステップ２０では、双方向ＰＣＳ１１に入力される入力電力値が第２の所定値以上（３５０Ｗ以上）であるか否かを判定する。
If it is determined in
ステップ２０で双方向ＰＣＳ１１への入力電力値が３５０Ｗ未満であると判定すると、ステップ２５に進み、ＰＣＳ起動モードの処理を実行する。このＰＣＳ起動モードでは、充放電制御装置５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２に対し、ステップ１５と同様に６００Ｗの出力値となるように出力許可指令を出してＡＣ／ＤＣコンバータ１２を制御するとともに、ＤＣＰＰ放電出力許可及び４００Ｗの出力値となるように出力許可指令を出して双方向ＰＣＳ１１を制御する。そして、前述のステップ４０に進む。このようにＰＣＳ起動モードでは、車両２０の蓄電池２３から放電された電力は、充放電スタンド３０を経由して、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２によって６００Ｗの直流電力として出力される。この６００Ｗの直流電力のうち、４００Ｗが双方向ＰＣＳ１１に入力されて分電盤１に交流電力として出力され、残りの２００Ｗが蓄電ユニット１０の蓄電池１３に蓄電される。
If it is determined in
ステップ２０で双方向ＰＣＳ１１への入力電力値が３５０Ｗ以上であると判定すると、ステップ３０に進み、Ｖ２Ｈ連続運転モードの処理を実行する。このＶ２Ｈ連続運転モードでは、充放電制御装置５は、図３に示すサブルーチンを実行して、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２に対する出力電力指令値と双方向ＰＣＳ１１への入力電力指令値を決定する。
If it is determined in
Ｖ２Ｈ連続運転モードでは、まずステップ３００で、直流電力センサ１８によって検出される双方向ＰＣＳ１１の入力電力瞬時値が、双方向ＰＣＳ１１に対する入力電力指令値から４０Ｗを減じた値以上であるか否かを判定する。ステップ３００でＮＯと判定すると、ステップ３２０に進む。
In the V2H continuous operation mode, first, in
ステップ３００でＹＥＳと判定すると、ステップ３１０に進み、充放電制御装置５は、出力電力指令値に対し１００Ｗ高めた出力電力値となるようにＡＣ／ＤＣコンバータ１２を制御するとともに、入力電力指令値に対し１００Ｗ高めた入力電力値となるように双方向ＰＣＳ１１を制御する。つまり、ステップ３００での判定結果により、充放電制御装置５は、住宅側の負荷３の要求電力が大きいと判断して双方向ＰＣＳ１１から分電盤１への出力電力を増加させるように、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２及び双方向ＰＣＳ１１を制御する。
When YES is determined in
次にステップ３２０では、直流電力センサ１８によって検出される双方向ＰＣＳ１１の入力電力瞬時値が、双方向ＰＣＳ１１に対する入力電力指令値から１６０Ｗを減じた値未満であるか否かを判定する。ステップ３２０でＮＯと判定すると、本サブルーチンを終了しステップ４０に進む。
Next, at
ステップ３２０でＹＥＳと判定すると、ステップ３３０に進み、充放電制御装置５は、出力電力指令値に対し１００Ｗ減じた出力電力値となるようにＡＣ／ＤＣコンバータ１２を制御するとともに、入力電力指令値に対し１００Ｗ減じた入力電力値となるように双方向ＰＣＳ１１を制御し、本サブルーチンを終了しステップ４０に進む。つまり、ステップ３２０での判定結果により、充放電制御装置５は、住宅側の負荷３の要求電力が小さいと判断して双方向ＰＣＳ１１から分電盤１への出力電力を低下させるように、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２及び双方向ＰＣＳ１１を制御する。
If YES is determined in
第１実施形態の電力供給システム１００がもたらす作用効果を以下に述べる。電力供給システム１００によれば、充放電制御装置５は、車両２０の蓄電池２３から充放電スタンド３０を介して放電が行われる場合に、直流電力センサ１７及び直流電力センサ１８によって検出される各直流電力値に応じて、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電力値と双方向ＰＣＳ１１の入力電力値を決定する。充放電制御装置５は、当該決定した出力電力値と入力電力値を満たすようにＡＣ／ＤＣコンバータ１２及び双方向ＰＣＳ１１の作動を制御する。
The effects brought about by the
これによれば、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２、蓄電ユニット１０の蓄電池１３及び双方向ＰＣＳ１１を連絡する直流電力線１５，１６を有し、直流電力線１５，１６を流れる直流電力のうち、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２から出力される直流電力と双方向ＰＣＳ１１に入力される直流電力とを検出し、これらの検出値に応じて決定した値にしたがって、蓄電池１３への蓄電量、電力系統２及び負荷３等への放電量を制御する。この制御によれば、双方向ＰＣＳ１１の入力電力値を適正に決定することにより、電力系統２及び負荷３への過度な放電量を防止し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電力値を適正に決定することにより車両２０の蓄電池２３からの頻繁な放電を防止することができる。したがって、電力系統２への過度な逆潮流の抑制と放電に関わる車両搭載装置であるリレー２１、蓄電池２３等の劣化防止とを図ることができる。
According to this, the AC /
また、充放電制御装置５は、車両２０の蓄電池２３から充放電スタンド３０を介して放電が行われる場合に、予め定めた最低出力値以上の電力が出力できるときに蓄電池２３からの放電を許可する。この制御によれば、蓄電池２３の蓄電量が少なく、最低出力値以上の電力が出力できない場合には、放電は行われない。これにより、蓄電池２３からの放電回数が抑制でき、リレー２１、蓄電池２３等の放電に関わる車両搭載装置の劣化を防止でき、これらの機器の寿命低下の抑制が図れる。
In addition, the charging / discharging
充放電制御装置５は、車両２０の蓄電池２３から充放電スタンド３０を介して放電を一旦実行すると、蓄電池２３の放電可能な電力量が放電されるまで、最低出力値以上の電力量で放電を継続する。この制御によれば、当該条件が成立するまで放電を停止することはない。したがって、放電の停止、再開が繰り返し行われず、リレー２１、蓄電池２３等の放電に関わる車両搭載装置の劣化を防止でき、これらの機器の寿命低下の抑制が図れる。
Once the charging / discharging
充放電制御装置５は、車両２０の蓄電池２３から充放電スタンド３０を介した放電を行う場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電力値から双方向ＰＣＳ１１の入力電力値を差し引いた電力値を常に定置式の蓄電池１３に蓄電するように制御する。この制御によれば、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電力値を双方向ＰＣＳ１１の入力電力値よりも常に少なくして定置式の蓄電池１３に蓄電することにより、住宅側の負荷３等が変動しても電力系統２への逆潮流や定置式の蓄電池１３からの過放電を防止できるとともに、車両２０の蓄電池２３からの放電を急に停止する頻度を抑制することができる。したがって、蓄電池１３、蓄電池２３、リレー２１等の劣化を防止でき、これらの機器の寿命低下の抑制が図れる。
The charging / discharging
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to the range of these description. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
上記実施形態では、各構成要素間で情報を伝達する通信において、ＬＡＮ通信、ＰＬＣ通信、ＣＰＬＴ通信等を用いているが、この形態に限定されるものではなく、上記実施形態の記載とは異なる通信方法を採用してもよい。また、有線通信に限定されず、無線通信を採用することも可能である。 In the above embodiment, LAN communication, PLC communication, CPLT communication, etc. are used in communication for transmitting information between each component, but the present invention is not limited to this form and is different from the description in the above embodiment. A communication method may be adopted. Further, the present invention is not limited to wired communication, and wireless communication can also be adopted.
また、上記実施形態では、蓄電ユニット１０と充放電スタンド３０とは別体の構成要素であるが、両者が一体であってもよい。蓄電ユニット１０と充放電スタンド３０とが別体の場合には、それぞれのユニットの設置位置、設置姿勢の自由度が向上する。一方、蓄電ユニット１０と充放電スタンド３０とが一体の場合には、構成の簡素化、小型化が可能である。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、負荷３が設置される建物は住宅であったが、これに限定されない。例えば、建物は、商業施設、公共施設、工場、倉庫等であってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the building where the load 3 is installed was a house, it is not limited to this. For example, the building may be a commercial facility, a public facility, a factory, a warehouse, or the like.
２…電力系統
３…負荷（電気機器）
１１…双方向パワーコンディショナ（双方向ＰＣＳ、双方向型電力変換装置）
１２…ＡＣ／ＤＣコンバータ（電力変換装置）
１３…蓄電池（定置式の蓄電装置）
１５，１６…直流電力線
１７…直流電力センサ（出力検出装置）
１８…直流電力センサ（入力検出装置）
２３…蓄電池（蓄電装置）
３０…充放電スタンド（充放電装置）
2 ... Power system 3 ... Load (electrical equipment)
11. Bidirectional power conditioner (bidirectional PCS, bidirectional power converter)
12 ... AC / DC converter (power converter)
13. Storage battery (stationary power storage device)
15, 16 ...
18 ... DC power sensor (input detection device)
23 ... Storage battery (power storage device)
30 ... Charge / discharge stand (charge / discharge device)
Claims (4)
前記電力系統から供給される交流電力を車両（２０）に搭載された蓄電装置（２３）に給電し、前記車両の前記蓄電装置に蓄えられた電力を受電する充放電装置（３０）と、
前記充放電装置から供給される交流電力を直流電力に変換して出力する電力変換装置（１２）と、
前記電力変換装置から出力される直流電力を検出する出力検出装置（１７）と、
前記双方向型電力変換装置に入力される直流電力を検出する入力検出装置（１８）と、
前記電力変換装置から出力される直流電力を蓄電し、蓄電されている電力を前記双方向型電力変換装置に放電する定置式の蓄電装置（１３）と、
前記電力変換装置から出力される直流電力が前記定置式の蓄電装置及び前記双方向型電力変換装置へ入力可能な電力経路と前記定置式の蓄電装置から出力される直流電力が前記双方向型電力変換装置へ入力可能な電力経路とを含む直流電力線（１５，１６）と、
前記車両の前記蓄電装置から前記充放電装置を介して放電が行われる場合に、前記出力検出装置及び前記入力検出装置によって検出される各直流電力値に応じて、前記電力変換装置の出力電力値と前記双方向型電力変換装置の入力電力値を決定し、当該決定した出力電力値と入力電力値を満たすように前記電力変換装置及び前記双方向型電力変換装置の作動を制御する充放電制御装置（５）と、
を備えることを特徴とする電力供給システム。 Bidirectional power conversion capable of converting AC power supplied from the power system (2) into DC power, converting input DC power into AC power and supplying power to the power system and the electrical equipment (3) A device (11);
A charge / discharge device (30) for supplying AC power supplied from the power system to a power storage device (23) mounted on the vehicle (20) and receiving the power stored in the power storage device of the vehicle;
A power converter (12) for converting AC power supplied from the charging / discharging device into DC power and outputting it;
An output detection device (17) for detecting DC power output from the power conversion device;
An input detection device (18) for detecting DC power input to the bidirectional power conversion device;
A stationary power storage device (13) for storing DC power output from the power converter, and discharging the stored power to the bidirectional power converter;
DC power output from the power conversion device can be input to the stationary power storage device and the bidirectional power conversion device, and DC power output from the stationary power storage device is the bidirectional power. DC power lines (15, 16) including power paths that can be input to the converter,
When discharging is performed from the power storage device of the vehicle via the charging / discharging device, the output power value of the power converter according to each DC power value detected by the output detection device and the input detection device wherein determining the input power of bi-directional power converter, the charge and discharge control for controlling the operation of the power converter and the bi-directional power converter to meet the input power and the output power value corresponding determined A device (5);
A power supply system comprising:
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