JP5936528B2 - 充放電制御装置及び充放電制御方法 - Google Patents
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Description
また、一般的に、二次電池の充放電により生じる電圧降下や二次電池の劣化による満充電容量の減少などの影響により、充電率の推定には誤差が生じることがある。そのため、特許文献1に記載の技術を用いた場合、当該誤差の影響により適切に充放電の制御ができないおそれがある。
本発明の目的は、上述した課題を解決する充放電制御装置及び充放電制御方法を提供することにある。
図1は、本発明の一実施形態による充放電制御装置140を備える出力平滑化装置100の構成を示す概略ブロック図である。
出力平滑化装置100は、再生可能エネルギーによる発電を行う発電装置200(電源)の発電電力を平滑化して電力系統(負荷)に供給する装置である。
指標決定部143は、図2に示す関数に基づいて指標を決定する。指標を決定するために用いる関数は、運用範囲によって正規化された充電率及び電圧の関係を示す凹関数である。当該関数において電圧は充電率に対して単調増加する。また、当該関数はセル電池111の温度ごとに設けられており、図2(1)、(2)に示すとおり、セル電池111の温度が高いほど関数の曲率が高くなる。
指標決定部143は、まず比較電池特定部142が取得した温度に基づいて、指標の決定に用いる関数を決定する。次に、指標決定部143は、決定した関数において、比較電池特定部142が取得した充電率に対応する電圧を、指標の決定に用いる閾値電圧として特定する。そして、指標決定部143は、当該閾値電圧と比較電池特定部142が取得した電圧とを比較し、その比較結果に基づいて指標を決定する。
図3は、本発明の一実施形態による出力平滑化装置100の動作を示すフローチャートである。
まず、平滑化電力算出部130は、過去の所定期間の間における発電電力の平均値から、現在の発電電力を減算して得られる電力を平滑化電力として算出し、当該平滑化電力を充放電制御装置140に出力する(ステップS1)。なお、入力部141に入力される平滑化電力は、正負の値をとり、平滑化電力が正数である場合は、出力平滑化装置100が電力系統に電力を供給し、平滑化電力が負数である場合は、出力平滑化装置100が発電装置200から電力の供給を受ける。
まず、比較電池特定部142は、正規化した電圧及び充電率からそれぞれ0.5(運用範囲の中央値)を減算し、当該値の絶対値をとる。これにより、当該絶対値が0.5に近いほど、当該セル電池111の電圧または充電率が運用範囲の上限値または下限値に近く、0に近いほど電圧または充電率が運用範囲の中央値に近いことが分かる。そして、比較電池特定部142は、電圧または充電率について得られた絶対値の相乗平均をとることで、当該値が最も高いセル電池111が、最も運用範囲の上限値または下限値に近いものであると特定することができる。
上述したステップS12〜ステップS14の処理は、図4に示すとおりである。
つまり、充放電電力決定部144は、平滑化電力を電力変換器120の台数で除算した電力から、各組電池110における指標値から当該指標の平均値を減算した値に所定のゲインPを乗じた値を減算して得られる電力を、充放電電力に決定する。これにより、各電力変換器120が制御する電力の総和、すなわち全ての組電池110の充放電電力の合計は、平滑化電力と等しくなる。なお、ゲインPは、指標が充電率であるか電圧であるかによって値及び単位が異なる。
例えば、本実施形態では、充放電制御装置140は、複数のセル電池111を直列に接続した組電池110の充放電を制御する場合について説明したが、これに限られず、制御対象の二次電池は並列に接続された単電池であっても良い。
Claims (7)
- 負荷または電源に接続された複数の二次電池の充放電を制御する充放電制御装置であって、
前記負荷が要求する電力または前記電源が供給する電力の平滑化のために、前記複数の二次電池に充放電すべき平滑化電力の入力を受け付ける入力部と、
前記複数の二次電池それぞれの充電率または電圧を指標として、前記複数の二次電池の充放電電力の合計が、前記入力部が入力を受け付けた平滑化電力と等しくなるように、前記複数の二次電池それぞれの充放電電力を決定する充放電電力決定部と、
前記複数の二次電池の充電率及び電圧に基づいて、前記充放電電力決定部が前記指標として充電率を用いるか電圧を用いるかを決定する指標決定部と
を備えることを特徴とする充放電制御装置。 - 前記指標決定部は、前記複数の二次電池の充電率、電圧及び温度に基づいて、前記充放電電力決定部が前記指標として充電率を用いるか電圧を用いるかを決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の充放電制御装置。 - 前記複数の二次電池のうち、運用範囲の上限値または下限値に最も近い二次電池を特定する比較電池特定部を備え、
前記指標決定部は、前記比較電池特定部が特定した二次電池の充電率及び前記比較電池特定部が特定した二次電池の電圧に基づいて、前記充放電電力決定部が前記指標として充電率を用いるか電圧を用いるかを決定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の充放電制御装置。 - 前記指標決定部は、充電率に対して単調増加する閾値電圧を用いて、前記比較電池特定部が特定した二次電池の充電率が運用範囲の中央値未満である場合において前記比較電池特定部が特定した二次電池の電圧が前記閾値電圧以上であるときに、前記指標を充電率に決定し、前記比較電池特定部が特定した二次電池の電圧が前記閾値電圧未満であるときに前記指標を電圧に決定し、前記比較電池特定部が特定した二次電池の充電率が運用範囲の中央値以上である場合において、前記比較電池特定部が特定した二次電池の電圧が前記閾値電圧以上であるときに前記指標を電圧に決定し、前記比較電池特定部が特定した二次電池の電圧が前記閾値電圧未満であるときに前記指標を充電率に決定する
ことを特徴とする請求項3に記載の充放電制御装置。 - 前記充放電電力決定部は、前記二次電池ごとに、当該二次電池の充電率または電圧を指標として、当該二次電池を充放電させる電力の補正値であるバランス電力を算出し、前記入力部が入力を受け付けた平滑化電力を前記二次電池の数で除算して得られる電力に前記二次電池ごとの前記バランス電力を加算した電力を、前記二次電池それぞれの充放電電力に決定する
ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の充放電制御装置。 - 前記充放電電力決定部は、前記複数の二次電池のバランス電力の合計がゼロとなるように、前記複数の二次電池それぞれの前記バランス電力を算出する
ことを特徴とする請求項5に記載の充放電制御装置。 - 負荷または電源に接続された複数の二次電池の充放電制御方法であって、
前記複数の二次電池の充電率及び電圧に基づいて、前記複数の二次電池それぞれの充放電電力を決定するための指標として、充電率を用いるか電圧を用いるかを決定するステップと、
前記決定した指標に基づいて、前記複数の二次電池の充放電電力の合計が、前記負荷が要求する電力または前記電源が供給する電力の平滑化のために、前記複数の二次電池に充放電すべき平滑化電力と等しくなるように、前記複数の二次電池それぞれの充放電電力を決定するステップと
を有することを特徴とする充放電制御方法。
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