JP5989478B2 - Power storage device and DC system - Google Patents

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Description

この発明は、蓄電装置に関し、より特定的には、直流電力を給電する直流システムに適用される蓄電装置に関する。   The present invention relates to a power storage device, and more particularly to a power storage device applied to a DC system that supplies DC power.

商用電源からの交流電力を直流電力に変換して給電する直流システムとして、たとえば特開2011−101523号公報(特許文献1)には、二次電池や太陽電池等を分散電源として用いることにより、商用電源からの電力を変換して得られる直流電力だけでなく、これらの分散電源から得られる直流電力も利用可能に構成された配電システムが提案されている。   As a DC system for supplying power by converting AC power from commercial power into DC power, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-101523 (Patent Document 1), by using a secondary battery, a solar battery, or the like as a distributed power supply, A power distribution system has been proposed in which not only DC power obtained by converting power from a commercial power supply but also DC power obtained from these distributed power supplies can be used.

この特許文献1に記載される配電システムは、分散電源としての蓄電池および太陽電池と、蓄電池、太陽電池および商用電源からの電力を所望の電力に変換して出力する電力供給装置とを備えており、電力供給装置から出力される供給電力を電力供給線を介して複数の負荷に供給するように構成される。そして、上記の構成において、電力供給装置は、入力電力を所望の出力電力に変換する電力変換器からなるモジュール装置を複数個有しており、盤装置の内部に設けられたバスラインに対して各モジュール装置を接続させる。   The power distribution system described in Patent Document 1 includes a storage battery and a solar battery as a distributed power supply, and a power supply device that converts power from the storage battery, the solar battery, and a commercial power supply into desired power and outputs the power. The power supply output from the power supply device is configured to be supplied to a plurality of loads via the power supply line. In the above configuration, the power supply device has a plurality of module devices including power converters that convert input power into desired output power, and the bus line provided in the panel device is connected to the power supply device. Each module device is connected.

このような構成とすることにより、特許文献1では、負荷から要求されている電力に見合う電力が負荷に供給されるように各々の出力電力を自律制御する機能を有する電力変換器を、モジュール装置としてモジュール化することにより、負荷に合わせた電力変換器の増設や交換を可能としている。   By adopting such a configuration, in Patent Document 1, a power converter having a function of autonomously controlling each output power so that power corresponding to power requested from the load is supplied to the load is provided as a module device. As a module, it is possible to add or replace power converters according to the load.

特開2011−101523号公報JP 2011-101523 A

上記の特許文献1に記載される配電システムは、電力供給装置を構成する電力変換器として、商用電源と電力供給線との間に設けられ、交流電力と直流電力とを相互に変換可能な双方向型のAC/DCコンバータからなるモジュール装置を備える。このAC/DCコンバータは、バスライン上の直流電圧を350Vに維持するように、商用電源およびバスラインの間で双方向の電力変換を行なう。例えば、AC/DCコンバータは、バスライン上の電圧が350V未満のときには、商用電源からの交流電力を直流電力に変換して出力する。   The power distribution system described in Patent Document 1 is provided between a commercial power supply and a power supply line as a power converter that constitutes a power supply device, and is capable of mutually converting AC power and DC power. A module device comprising a directional AC / DC converter is provided. This AC / DC converter performs bidirectional power conversion between the commercial power supply and the bus line so that the DC voltage on the bus line is maintained at 350V. For example, when the voltage on the bus line is less than 350V, the AC / DC converter converts AC power from the commercial power source into DC power and outputs it.

しかしながら、上記のように、交流電力を直流電力に変換してバスラインに出力する際には、変換後の直流電圧を平滑化するためのコンデンサ(例えば電解コンデンサ)を多数配置する必要がある。そのため、モジュール装置の大型化およびコスト上昇が問題となる。   However, as described above, when AC power is converted to DC power and output to the bus line, it is necessary to arrange a large number of capacitors (for example, electrolytic capacitors) for smoothing the converted DC voltage. Therefore, an increase in the size and cost of the module device becomes a problem.

また、AC/DCコンバータの交流側では、商用電源との間で系統周波数の正弦波電流を授受することが要求されるため、商用電源から供給される交流電力のゼロクロス点のタイミングでのみ、商用電源との間で授受する電力量の調整が可能となる。そのため、上述のように、AC/DCコンバータを用いてバスライン上の直流電圧を制御する構成では、制御の応答速度の高速化に限界が生じてしまい、負荷変動などの外乱によるバスライン上の電圧の脈動を抑えることが困難となる。なお、バスラインに接続される他のモジュール装置(電力変換器)においても、この直流電圧の脈動を許容するように設計する必要が生じる。また、バスラインに接続されるモジュール装置が増えるに従って直流電圧の脈動が大きくなる可能性があるため、バスライン上の電圧が不安定になりやすい。   In addition, since the AC side of the AC / DC converter is required to transfer a system frequency sine wave current to and from the commercial power source, the commercial power is supplied only at the timing of the zero cross point of the AC power supplied from the commercial power source. The amount of power exchanged with the power supply can be adjusted. For this reason, as described above, in the configuration in which the DC voltage on the bus line is controlled using the AC / DC converter, there is a limit in increasing the response speed of the control, and the bus line is affected by disturbance such as load fluctuation. It becomes difficult to suppress voltage pulsation. It is necessary to design other module devices (power converters) connected to the bus line so as to allow the pulsation of the DC voltage. Further, since the pulsation of the DC voltage may increase as the number of module devices connected to the bus line increases, the voltage on the bus line tends to become unstable.

さらに、負荷変動による外乱によってバスライン上の電圧が瞬時的に低下した場合には、AC/DCコンバータの交流側に出力される電圧のピーク電圧が正常時の電圧レベルを下回ってしまうことによって交流電流波形に歪みを生じさせる虞がある。このような事態となると、交流電力の品質にも影響を及ぼすことになる。   Furthermore, when the voltage on the bus line decreases instantaneously due to disturbance due to load fluctuations, the peak voltage of the voltage output to the AC side of the AC / DC converter falls below the normal voltage level, causing AC There is a risk of distorting the current waveform. If this happens, it will affect the quality of AC power.

したがって、複数のモジュール装置(電力変換器)がバスラインに接続された構成においては、バスライン上の直流電圧を安定化させるための制御を、複数のモジュール装置の間で協調して行なうことが求められる。しかしながら、このような協調制御においては、各モジュール装置の出力電圧に基づいて全体動作を制御するため、モジュール装置の増設や交換を容易にできなくなる虞がある。   Therefore, in a configuration in which a plurality of module devices (power converters) are connected to the bus line, control for stabilizing the DC voltage on the bus line can be performed in cooperation between the plurality of module devices. Desired. However, in such cooperative control, since the overall operation is controlled based on the output voltage of each module device, there is a possibility that the module device cannot be easily added or replaced.

それゆえ、この発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、直流システムにおいて、直流バスに接続される電力変換器の自律的な制御を確保しつつ、直流バスの電圧を安定化することである。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to ensure the autonomous control of the power converter connected to the DC bus in the DC system, while maintaining the voltage of the DC bus. It is to stabilize.

この発明のある局面では、蓄電装置は、電力系統および直流電力源との間で電力の授受を行なう。蓄電装置は、直流電力を伝達するための第1の直流バスと、直流電力源を第1の直流バスに電気的に接続させるための第1の接続部と、第1の直流バスおよび電力系統の間で双方向に電力変換する電力変換部と、電源電圧を第1の直流バスに出力する蓄電部とを備える。   In one aspect of the present invention, the power storage device transfers power between the power system and the DC power source. The power storage device includes a first DC bus for transmitting DC power, a first connection for electrically connecting a DC power source to the first DC bus, a first DC bus, and a power system. And a power conversion unit that bi-directionally converts power and a power storage unit that outputs a power supply voltage to the first DC bus.

この発明によれば、直流バスに直結された蓄電池が直流バスの電圧を安定化させるため、当該直流バスに接続される電力変換器においては、各々が自律的な制御を行なうことができる。これにより、電力変換器のモジュール化による直流システムの仕様の変更に対しても、容易に直流電力を安定して供給することが可能な直流システムを実現できる。   According to this invention, since the storage battery directly connected to the DC bus stabilizes the voltage of the DC bus, each power converter connected to the DC bus can perform autonomous control. Thereby, it is possible to realize a DC system that can easily supply DC power stably even when the specification of the DC system is changed by modularizing the power converter.

この発明の実施の形態1による蓄電装置が適用される直流システムの全体の構成を概略的に示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows schematically the whole structure of the direct current | flow system to which the electrical storage apparatus by Embodiment 1 of this invention is applied. 蓄電池の残容量−電圧曲線を示す図である。It is a figure which shows the remaining capacity-voltage curve of a storage battery. 図1における双方向DC/AC変換器の詳細な構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the detailed structure of the bidirectional | two-way DC / AC converter in FIG. 双方向DC/AC変換器が用いる目標値設定表の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the target value setting table | surface used by a bidirectional | two-way DC / AC converter. 本実施の形態1による蓄電装置における自経路電流制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。3 is a flowchart showing a control processing procedure for realizing self-path current control in the power storage device according to the first embodiment. 本実施の形態1による蓄電装置における電池電流制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。5 is a flowchart showing a control processing procedure for realizing battery current control in the power storage device according to the first embodiment. この発明の実施の形態2による蓄電装置が適用される直流システムの全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the whole DC system with which the electrical storage apparatus by Embodiment 2 of this invention is applied. 本実施の形態2による直流システムにおける電力の融通を説明する図である。It is a figure explaining the interchange of the electric power in the direct current | flow system by this Embodiment 2. FIG. この発明の実施の形態3による蓄電装置が適用される直流システムの全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the whole DC system with which the electrical storage apparatus by Embodiment 3 of this invention is applied. 本実施の形態3による蓄電装置における電力の融通の可否の判定動作を説明するフローチャートである。12 is a flowchart illustrating an operation for determining whether or not power can be interchanged in the power storage device according to the third embodiment. 本実施の形態3による蓄電装置における電力の融通の可否の判定動作の変更例を説明するフローチャートである。10 is a flowchart for explaining a modification example of the operation for determining whether or not to allow power interchange in the power storage device according to the third embodiment. この発明の実施の形態4による蓄電装置が適用される直流システムの全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the whole DC system with which the electrical storage apparatus by Embodiment 4 of this invention is applied. 本実施の形態4による蓄電装置における電力の融通の可否の判定動作を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an operation for determining whether or not power can be interchanged in the power storage device according to the fourth embodiment.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明を繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による蓄電装置が適用される直流システムの全体の構成を概略的に示す図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of a direct current system to which a power storage device according to Embodiment 1 of the present invention is applied.

図1を参照して、直流システムは、電力系統50と、直流電力源である太陽光発電システム60と、電力系統50および太陽光発電システム60の間に結合される蓄電装置100とを備える。なお、本実施の形態に従う直流システムにおいては、電力系統50、太陽光発電システム60および蓄電装置100をそれぞれ1個ずつ備える場合について説明するが、これらの個数には制限がなく、1個でも複数個であってもよい。   Referring to FIG. 1, the DC system includes a power system 50, a solar power generation system 60 that is a DC power source, and a power storage device 100 coupled between the power system 50 and the solar power generation system 60. In the DC system according to the present embodiment, a case will be described in which one power system 50, one photovoltaic power generation system 60, and one power storage device 100 are provided. It may be individual.

電力系統50は、代表的には、単相3線式の商用交流電力系統である。単相3線式の商用交流電力系統は、中性線が抵抗を介して接地されており、中性線以外の2線(R相線RLおよびT相線TL)を使用してAC200Vを供給する。   The power system 50 is typically a single-phase three-wire commercial AC power system. In the single-phase three-wire commercial AC power system, the neutral wire is grounded via a resistor, and AC200V is supplied using two wires other than the neutral wire (R-phase wire RL and T-phase wire TL). To do.

太陽光発電システム60は、太陽電池62と、DC/DC変換器64とを含む。太陽電池62は、結晶型太陽電池、多結晶型太陽電池または薄膜型太陽電池などで構成される。DC/DC変換器64は、太陽電池62と蓄電装置100との間に接続され、太陽電池62から受ける直流電力を電圧変換して蓄電装置100へ供給する。DC/DC変換器64は、太陽電池62から最大の電力を取得できるような制御(いわゆる最大電力点追従制御)を行なう。   The solar power generation system 60 includes a solar battery 62 and a DC / DC converter 64. The solar cell 62 is composed of a crystalline solar cell, a polycrystalline solar cell, a thin film solar cell, or the like. DC / DC converter 64 is connected between solar cell 62 and power storage device 100, converts the DC power received from solar cell 62 into a voltage, and supplies it to power storage device 100. The DC / DC converter 64 performs control (so-called maximum power point tracking control) such that maximum power can be acquired from the solar cell 62.

(蓄電装置の構成)
蓄電装置100は、直流バス30と、蓄電池20と、監視ユニット22と、双方向DC/AC変換器10と、接続端子40,42とを備える。
(Configuration of power storage device)
The power storage device 100 includes a direct current bus 30, a storage battery 20, a monitoring unit 22, a bidirectional DC / AC converter 10, and connection terminals 40 and 42.

直流バス30は、直流電力を伝達するための電力線であり、電力線対である正母線PLおよび負母線NLで構成される。直流バス30には、双方向DC/AC変換器10、蓄電池20および接続端子40,42が接続されている。   The DC bus 30 is a power line for transmitting DC power, and includes a positive bus PL and a negative bus NL that are power line pairs. Bidirectional DC / AC converter 10, storage battery 20, and connection terminals 40 and 42 are connected to DC bus 30.

接続端子40,42は、蓄電装置100の外部に設けられた直流電力源を直流バス30に電気的に接続させるための「接続部」を構成する。本実施の形態1に従う直流システムにおいては、接続端子40は、太陽光発電システム60を直流バス30に電気的に接続させる。接続端子40に太陽光発電システム60が連結されることによって、太陽電池62で発電された電力が直流バス30に供給される。   Connection terminals 40 and 42 constitute a “connection unit” for electrically connecting a DC power source provided outside power storage device 100 to DC bus 30. In the DC system according to the first embodiment, connection terminal 40 electrically connects photovoltaic power generation system 60 to DC bus 30. By connecting the photovoltaic power generation system 60 to the connection terminal 40, the power generated by the solar battery 62 is supplied to the DC bus 30.

蓄電池20は、再充電可能な電力貯蔵要素であり、代表的にリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池で構成される。蓄電池20は、複数の電池セルを直列接続して構成されており、一例として、定格電圧380Vを有している。図2は、蓄電池20の残容量−電圧曲線を示す図である。図2において、横軸は蓄電池20の残容量(SOC:State of Charge)(%)、縦軸は蓄電池20の電圧(V)を示している。なお、SOCは、満充電容量に対する現在の残容量を百分率(0〜100%)で示したものである。図2を参照して、蓄電池20は、空状態(SOCが0%)のときに340Vとなり、SOCが20%のときに360Vとなり、SOCが50%のときに380V(定格電圧)となり、SOCが80%のときに400Vとなり、満充電状態(SOCが100%)のときに420Vとなる。   The storage battery 20 is a rechargeable power storage element, and typically includes a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. The storage battery 20 is configured by connecting a plurality of battery cells in series, and has a rated voltage of 380 V as an example. FIG. 2 is a diagram showing a remaining capacity-voltage curve of the storage battery 20. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the remaining capacity (SOC: State of Charge) (%) of the storage battery 20, and the vertical axis indicates the voltage (V) of the storage battery 20. The SOC is a percentage (0 to 100%) of the current remaining capacity with respect to the full charge capacity. Referring to FIG. 2, storage battery 20 is 340 V when empty (SOC is 0%), 360 V when SOC is 20%, 380 V (rated voltage) when SOC is 50%, and SOC. When it is 80%, it becomes 400V, and when fully charged (SOC is 100%), it becomes 420V.

本実施の形態1に従う蓄電装置100において、蓄電池20は直流バス30に「直結」されており、直流バス30との間で直流電力の授受を行なう。ここで、「直結」とは、直流バス30と蓄電池20との間に、DC/DC変換器のような電力変換器が介在していないことを意味する。したがって、直流バス30の電圧は、蓄電池20の電源電圧とほぼ等しくなる。   In power storage device 100 according to the first embodiment, storage battery 20 is “directly connected” to DC bus 30, and exchanges DC power with DC bus 30. Here, “directly connected” means that a power converter such as a DC / DC converter is not interposed between the DC bus 30 and the storage battery 20. Accordingly, the voltage of the DC bus 30 is substantially equal to the power supply voltage of the storage battery 20.

図2に示す特性において、蓄電池20の電圧は、20%から80%までの広いSOCの範囲で、380±20Vの変動範囲が抑えられている。このように、SOCの変化に対して電圧の変化が比較的安定しているため、蓄電池20は高い電圧安定化能力を有している。したがって、電圧を安定化できるSOCの範囲(たとえば20%〜80%)にSOCを維持させるように、蓄電池20の充放電を制御することにより、蓄電池20は直流バス30に対して安定した電圧を供給することができる。   In the characteristics shown in FIG. 2, the voltage of the storage battery 20 has a wide SOC range from 20% to 80%, and the fluctuation range of 380 ± 20 V is suppressed. Thus, since the voltage change is relatively stable with respect to the SOC change, the storage battery 20 has a high voltage stabilization capability. Therefore, by controlling the charging / discharging of the storage battery 20 so that the SOC is maintained within the SOC range (for example, 20% to 80%) in which the voltage can be stabilized, the storage battery 20 provides a stable voltage with respect to the DC bus 30. Can be supplied.

監視ユニット22は、蓄電池20に設けられた電流センサ15、電圧センサ16および温度センサ17の出力に基づいて、蓄電池20の状態値を検出する。具体的には、電流センサ15は、蓄電池20に入出力される充放電電流(電池電流)Ibを検出し、その検出値を監視ユニット22へ出力する。電圧センサ16は、蓄電池20の充放電電圧(電池電圧)Vbを検出し、その検出値を監視ユニット22へ出力する。温度センサ17は、蓄電池20の温度(電池温度)Tbを検出し、その検出値を監視ユニット22へ出力する。   The monitoring unit 22 detects the state value of the storage battery 20 based on the outputs of the current sensor 15, the voltage sensor 16 and the temperature sensor 17 provided in the storage battery 20. Specifically, the current sensor 15 detects a charge / discharge current (battery current) Ib input / output to / from the storage battery 20 and outputs the detected value to the monitoring unit 22. The voltage sensor 16 detects the charge / discharge voltage (battery voltage) Vb of the storage battery 20 and outputs the detected value to the monitoring unit 22. The temperature sensor 17 detects the temperature (battery temperature) Tb of the storage battery 20 and outputs the detected value to the monitoring unit 22.

電流センサ15は、蓄電池20への充電電流Ichを、正値の電池電流Ibとして検出し、蓄電池20からの放電電流Idcを、負値の電池電流Ibとして検出する。電流センサ15は「充放電電流検出部」に対応する。   The current sensor 15 detects the charging current Ich to the storage battery 20 as a positive battery current Ib, and detects the discharge current Idc from the storage battery 20 as a negative battery current Ib. The current sensor 15 corresponds to a “charge / discharge current detector”.

監視ユニット22は、電流センサ15からの電池電流Ibの検出値、電圧センサ16からの電池電圧Vbの検出値および温度センサ17からの電池温度Tbの検出値に基づいて、蓄電池20のSOCを推定する。たとえば、監視ユニット22は、蓄電池20の開放電圧とSOCとの関係に基づいてSOC推定値を算出する。あるいは、蓄電池20の充放電量の積算値に基づいてSOC推定値を順次演算してもよい。充放電量の積算値は、電池電流Ibおよび電池電圧Vbの積(電力)を時間的に積分することで得られる。なお、SOCを推定する方法については、その他の周知の一般的な技術を利用することができる。以下では、電池電流Ib、電池電圧Vb、電池温度Tb、およびSOC推定値を包括的に「電池データ」とも総称する。   Monitoring unit 22 estimates the SOC of storage battery 20 based on the detected value of battery current Ib from current sensor 15, the detected value of battery voltage Vb from voltage sensor 16, and the detected value of battery temperature Tb from temperature sensor 17. To do. For example, the monitoring unit 22 calculates the estimated SOC value based on the relationship between the open circuit voltage of the storage battery 20 and the SOC. Alternatively, the estimated SOC value may be calculated sequentially based on the integrated value of the charge / discharge amount of the storage battery 20. The integrated value of the charge / discharge amount can be obtained by temporally integrating the product (electric power) of the battery current Ib and the battery voltage Vb. As a method for estimating the SOC, other known general techniques can be used. Hereinafter, the battery current Ib, the battery voltage Vb, the battery temperature Tb, and the estimated SOC value are collectively referred to as “battery data”.

双方向DC/AC変換器10は、直流バス30および電力系統50の間に接続される。双方向DC/AC変換器10は、直流バス30から受ける直流電力を交流電力に変換して電力系統50へ供給する。また、双方向DC/AC変換器10は、電力系統50から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス30へ供給する。このように、本実施の形態1に従う蓄電装置100は、電力会社等から系統電力を買う(買電)とともに、余剰電力を電力会社等に売る(売電)することが可能に構成されている。   Bidirectional DC / AC converter 10 is connected between DC bus 30 and power system 50. Bidirectional DC / AC converter 10 converts the DC power received from DC bus 30 into AC power and supplies it to power system 50. The bidirectional DC / AC converter 10 converts AC power received from the power system 50 into DC power and supplies it to the DC bus 30. As described above, power storage device 100 according to the first embodiment is configured to be able to buy grid power from a power company or the like (power purchase) and to sell surplus power to the power company or the like (power sale). .

なお、図1では、双方向DC/AC変換器10に流れる電流(以下、「自経路電流」とも称する)Iinvについて、買電時の自経路電流をIbuy、売電時の自経路電流をIsellと表記する。電流IsellおよびIbuyをどのような値にするかについては、後述するように、直流システムの利用者または電力会社等が自在に設定することができる。   In FIG. 1, for current flowing in bidirectional DC / AC converter 10 (hereinafter also referred to as “self-path current”) Iinv, the self-path current during power purchase is Ibuy, and the self-path current during power sale is Icell. Is written. As will be described later, the values of the currents Isel and Ibuy can be freely set by the user of the direct current system or the electric power company.

ここで、本実施の形態1による蓄電装置100においては、上述したように、蓄電池20の高い電圧安定化能力を活かして直流バス30の電圧を安定させることができる。したがって、直流バス30に接続される太陽光発電システム60および双方向DC/AC変換器10においては、直流バス30の電圧変動を抑制するための制御を協調して行なう必要性がなくなる。これにより、太陽光発電システム60および双方向DC/AC変換器10は、直流バス30に対して入出力する電力を自律的に制御することができる。   Here, in power storage device 100 according to the first embodiment, as described above, the voltage of DC bus 30 can be stabilized by utilizing the high voltage stabilization capability of storage battery 20. Therefore, in the photovoltaic power generation system 60 and the bidirectional DC / AC converter 10 connected to the DC bus 30, there is no need to coordinately perform control for suppressing voltage fluctuation of the DC bus 30. Thereby, the solar power generation system 60 and the bidirectional DC / AC converter 10 can autonomously control the power input / output to / from the DC bus 30.

具体的には、太陽光発電システム60においては、DC/DC変換器64は、直流バス30の電圧が420V(満充電状態のときの蓄電池20の電圧に相当)よりも低いときには、太陽電池62を最大電力点追従制御する。そして、直流バス30の電圧が420Vに到達すると、DC/DC変換器64は、最大電力点追従制御から直流バス30の電圧を420Vに維持するための制御に切替えて太陽電池62を制御する。   Specifically, in the solar power generation system 60, the DC / DC converter 64 is configured such that the solar battery 62 when the voltage of the DC bus 30 is lower than 420 V (corresponding to the voltage of the storage battery 20 in the fully charged state). The maximum power point tracking control. When the voltage of DC bus 30 reaches 420 V, DC / DC converter 64 switches solar power 62 from the maximum power point tracking control to control for maintaining the voltage of DC bus 30 at 420 V.

また、双方向DC/AC変換器10においては、電力会社等からの売電電力または買電電力に対する要請や蓄電池20のSOCに応じて、直流バス30および電力系統50の間で授受される電力を制御する。   Further, in the bidirectional DC / AC converter 10, electric power exchanged between the DC bus 30 and the electric power system 50 in response to a request for electric power sold or purchased from an electric power company or the SOC of the storage battery 20. To control.

(双方向DC/AC変換器の構成)
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態1に従う「電力変換部」の一形態である双方向DC/AC変換器10の構成について説明する。
(Configuration of bidirectional DC / AC converter)
Next, with reference to the drawings, the configuration of bidirectional DC / AC converter 10 that is one form of the “power converter” according to the first embodiment of the present invention will be described.

図3は、図1における双方向DC/AC変換器10の詳細な構成を示す回路図である。
図3を参照して、双方向DC/AC変換器10は、双方向インバータ200と、連系リアクトル210,220と、電流センサ230と、電圧センサ240と、制御部250とを含む。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the bidirectional DC / AC converter 10 in FIG.
Referring to FIG. 3, bidirectional DC / AC converter 10 includes a bidirectional inverter 200, interconnection reactors 210 and 220, a current sensor 230, a voltage sensor 240, and a control unit 250.

双方向インバータ200は、売電時には、制御部250からのスイッチング制御信号S1〜S4に応じて、直流バス30から受けた直流電力を交流電力に変換して電力系統50に出力する。また、双方向インバータ200は、買電時には、制御部250からのスイッチング制御信号S1〜S4に応じて、電力系統50から受けた交流電力を直流電力に変換して直流バス30に出力する。   The bidirectional inverter 200 converts DC power received from the DC bus 30 into AC power and outputs the AC power to the power system 50 in accordance with switching control signals S1 to S4 from the control unit 250 when selling power. Bidirectional inverter 200 converts AC power received from power system 50 into DC power and outputs it to DC bus 30 in accordance with switching control signals S1 to S4 from control unit 250 during power purchase.

具体的には、双方向インバータ200は、スイッチング素子であるトランジスタQ1〜Q4と、ダイオードD1〜D4とを含む。トランジスタQ1,Q2は、直流バス30を構成する正母線PLおよび負母線NLの間に直列に接続される。トランジスタQ1とトランジスタQ2との中間点はR相線RLに接続される。連系リアクトル210は、R相線RLに介挿接続される。   Specifically, bidirectional inverter 200 includes transistors Q1 to Q4, which are switching elements, and diodes D1 to D4. Transistors Q1 and Q2 are connected in series between positive bus PL and negative bus NL constituting DC bus 30. An intermediate point between transistors Q1 and Q2 is connected to R-phase line RL. Interconnection reactor 210 is connected to R-phase line RL.

トランジスタQ3,Q4は、正母線PLおよび負母線NLの間に直列に接続される。トランジスタQ3とトランジスタQ4との中間点はT相線TLに接続される。連系リアクトル220は、T相線TLに介挿接続される。各トランジスタQ1〜Q4のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードD1〜D4がそれぞれ接続されている。トランジスタQ1〜Q4およびダイオードD1〜D4は、フルブリッジ回路を構成する。   Transistors Q3 and Q4 are connected in series between positive bus PL and negative bus NL. An intermediate point between transistors Q3 and Q4 is connected to T-phase line TL. Interconnection reactor 220 is connected to T-phase line TL. Between the collectors and emitters of the transistors Q1 to Q4, diodes D1 to D4 that flow current from the emitter side to the collector side are respectively connected. Transistors Q1-Q4 and diodes D1-D4 constitute a full bridge circuit.

なお、トランジスタQ1〜Q4として、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いることができる。または、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)等の電力スイッチング素子を用いてもよい。   As the transistors Q1 to Q4, for example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) can be used. Alternatively, a power switching element such as a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) may be used.

電流センサ230は、T相線TLに介挿され、双方向インバータ200および電力系統50の間で授受される電力の電流値(自経路電流)Iinvを検出し、その検出結果を制御部250へ出力する。電流センサ230は「自経路電流検出部」に対応する。   Current sensor 230 is inserted in T-phase line TL, detects a current value (own path current) Iinv of power exchanged between bidirectional inverter 200 and power system 50, and the detection result is sent to control unit 250. Output. The current sensor 230 corresponds to a “own path current detection unit”.

電圧センサ240は、正母線PLと負母線SLとの間に接続され、直流バス30および双方向インバータ200の間で授受される直流電力の電圧値Vdcを検出し、その検出結果を制御部250へ出力する。なお、上記のように、蓄電池20は直流バス30に「直結」されていることから、直流バス30の電圧Vdcは電池電圧Vbに等しい。現実には、電圧値Vdcおよび電池電圧Vbとの間には、配線インピーダンスによって若干の電圧差が生じるが、本実施の形態では無視できるほど小さいものとする。   Voltage sensor 240 is connected between positive bus PL and negative bus SL, detects voltage value Vdc of DC power exchanged between DC bus 30 and bidirectional inverter 200, and the detection result is a control unit 250. Output to. Since the storage battery 20 is “directly connected” to the DC bus 30 as described above, the voltage Vdc of the DC bus 30 is equal to the battery voltage Vb. In reality, a slight voltage difference is generated between the voltage value Vdc and the battery voltage Vb due to the wiring impedance, but it is assumed to be negligibly small in the present embodiment.

制御部250は、電流センサ230から受けた自経路電流Iinvと、電圧センサ240から受けた電圧Vdcと、電流センサ15から受けた電池電流Ibと、監視ユニット22からの電池データ(電池電圧Vb、電池温度Tbおよび電池残量SOC)とに基づいて、後述する制御構造に従って、トランジスタQ1〜Q4のオン・オフを制御するためのスイッチング制御信号S1〜S4を生成し、双方向インバータ200を制御する。   The control unit 250 includes the own path current Iinv received from the current sensor 230, the voltage Vdc received from the voltage sensor 240, the battery current Ib received from the current sensor 15, and the battery data (battery voltage Vb, Based on the battery temperature Tb and the remaining battery charge SOC), switching control signals S1 to S4 for controlling on / off of the transistors Q1 to Q4 are generated according to a control structure described later, and the bidirectional inverter 200 is controlled. .

具体的には、制御部250は、双方向インバータ200における制御目標値を設定する。この制御目標値には、自経路電流Iinvの電流目標値Inv*と、電池電流Ibの電流目標値Ib*とが含まれる。以下の説明では、自経路電流Iinvの電流目標値Iinv*を「自経路電流目標値」とも記し、電池電流Ibの電流目標値Ib*を「電池電流目標値」とも表記する。   Specifically, control unit 250 sets a control target value in bidirectional inverter 200. This control target value includes a current target value Inv * of the own path current Iinv and a current target value Ib * of the battery current Ib. In the following description, the current target value Iinv * of the own path current Iinv is also referred to as “own path current target value”, and the current target value Ib * of the battery current Ib is also referred to as “battery current target value”.

制御目標値(自経路電流目標値Iinv*および電池電流目標値Ib*)は、たとえば日時や蓄電池20のSOCに応じて異なる値となるように事前に決定し、図示しないメモリに格納しておくことができる。図4は、双方向DC/AC変換器10が用いる目標値設定表の一例を示す図である。同図では、電池電流は、上記のように、蓄電池20の充電方向を正方向とし、蓄電池20の放電方向を負方向として表記されている。また、自経路電流Iinvは、売電方向を正方向とし、買電方向を負方向として表記されている。電池電流目標値Ib*は、充電電流Ichの電流目標値Ich*と、放電電流Idcの電流目標値Idc*とを含む。自経路電流目標値Iinv*は、売電時の自経路電流Isellの電流目標値Isell*と、買電時の自経路電流Ibuyの電流目標値Ibuy*とを含む。   The control target values (the self-path current target value Iinv * and the battery current target value Ib *) are determined in advance so as to become different values according to the date and time or the SOC of the storage battery 20, and stored in a memory (not shown). be able to. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a target value setting table used by the bidirectional DC / AC converter 10. In the figure, as described above, the battery current is represented with the charging direction of the storage battery 20 as a positive direction and the discharge direction of the storage battery 20 as a negative direction. The self-path current Iinv is described with the power selling direction as the positive direction and the power purchase direction as the negative direction. Battery current target value Ib * includes current target value Ich * of charging current Ich and current target value Idc * of discharge current Idc. The own path current target value Iinv * includes a current target value Isel * of the own path current Isel at the time of power sale and a current target value Ibuy * of the own path current Ibuy at the time of power purchase.

制御部250は、図4に示す目標値設定表に従って、日時および蓄電池20のSOCに応じて、自経路電流目標値Iinv*または電池電流目標値Ib*を設定する。あるいは、制御部250と直流システムの外部との間で通信を行なうことによって、図4の目標値設定表に従って設定された制御目標値を取得するようにしてもよい。   Control unit 250 sets own path current target value Iinv * or battery current target value Ib * according to the date and time and SOC of storage battery 20 in accordance with the target value setting table shown in FIG. Or you may make it acquire the control target value set according to the target value setting table | surface of FIG. 4 by communicating between the control part 250 and the exterior of a DC system.

図4を参照して、たとえば7時〜17時の時間帯であって、蓄電池20のSOCが20%以上80%未満の場合には、太陽光発電システム60が発電した電力を積極的に売電するように、自経路電流目標値Iinv*を10Aに設定する。すなわち、売電時の自経路電流目標値Isell*を10Aに設定する。この場合、制御部250は、自経路電流Iinvが自経路電流目標値Iinv*となるようにスイッチング制御信号S1〜S4を生成して双方向インバータ200を制御する。   Referring to FIG. 4, for example, when the SOC of storage battery 20 is not less than 20% and less than 80% in the time zone from 7:00 to 17:00, the power generated by photovoltaic power generation system 60 is actively sold. The self-path current target value Iinv * is set to 10A so as to be charged. That is, the self-path current target value Isell * at the time of power sale is set to 10A. In this case, the control unit 250 controls the bidirectional inverter 200 by generating the switching control signals S1 to S4 such that the own path current Iinv becomes the own path current target value Iinv *.

一方、7時〜17時の時間帯であって、蓄電池20のSOCが20%未満の場合には、太陽光発電システム60で発電した電力で蓄電池20が充電されるように、電池電流目標値Ib*を8Aに設定する。すなわち、蓄電池20の充電電流Ichの電流目標値Ich*を8Aに設定する。この場合、制御部250は、電池電流Ibが電池電流目標値Ib*となるようにスイッチング制御信号S1〜S4を生成して双方向インバータ200を制御する。   On the other hand, when the SOC of the storage battery 20 is less than 20% in the time zone from 7:00 to 17:00, the battery current target value is set so that the storage battery 20 is charged with the power generated by the solar power generation system 60. Set Ib * to 8A. That is, the target current value Ich * of the charging current Ich of the storage battery 20 is set to 8A. In this case, the control unit 250 controls the bidirectional inverter 200 by generating the switching control signals S1 to S4 so that the battery current Ib becomes the battery current target value Ib *.

なお、制御部250は、スイッチング制御信号S1〜S4の生成において、電力系統50および双方向インバータ200の間で授受される交流電力(交流電圧、交流電流(自経路電流)Iinv)に対して、力率改善(Power Factor Correction)制御を実行する。具体的には、制御部250は、交流電圧の位相に交流電流の位相を合わせるように、交流電流の波形を補正することによって力率を改善する。   In addition, the control part 250 is with respect to the alternating current power (alternating current voltage, alternating current (self-path current) Iinv) exchanged between the electric power grid | system 50 and the bidirectional | two-way inverter 200 in the production | generation of switching control signal S1-S4. Execute power factor correction control. Specifically, control unit 250 improves the power factor by correcting the waveform of the alternating current so as to match the phase of the alternating current with the phase of the alternating voltage.

以下の説明では、それぞれの電流制御を区別するために、自経路電流目標値Iinv*に基づいた電流制御を「自経路電流制御」とも記し、電池電流目標値Ib*に基づいた電流制御を「電池電流制御」とも表記する。
(1)自経路電流制御
自経路電流制御によって電力系統50との間で授受される電力を制御しているときには、太陽光発電システム60から直流バス30に供給される電力の変動を受けて、蓄電池20に充放電される電力が変動する。そのため、自経路電流制御の実行中に、電池電流Ibが蓄電池20に流すことのできる電流範囲を外れてしまう可能性がある。このような電流超過による蓄電池20の性能劣化を抑制するためには、自経路電流制御の実行中において電池電流Ibを電流範囲内に収める必要がある。
In the following description, in order to distinguish each current control, the current control based on the own path current target value Iinv * is also referred to as “own path current control”, and the current control based on the battery current target value Ib * is “ Also referred to as “battery current control”.
(1) Self-path current control When controlling power exchanged with the power system 50 by self-path current control, in response to fluctuations in power supplied from the solar power generation system 60 to the DC bus 30, The power charged / discharged in the storage battery 20 varies. Therefore, during the execution of the self-path current control, there is a possibility that the current range in which the battery current Ib can flow through the storage battery 20 may be out of range. In order to suppress the performance deterioration of the storage battery 20 due to such excess of current, it is necessary to keep the battery current Ib within the current range during the execution of the self-path current control.

したがって、制御部250は、自経路電流制御の実行中において、電池電流Ibが所定の電流範囲から外れた場合には、電池電流Ibが当該電流範囲に収まるように、自経路電流目標値Iinv*を調整する。   Therefore, when the battery current Ib is out of the predetermined current range during execution of the self-path current control, the control unit 250 causes the self-path current target value Iinv * so that the battery current Ib falls within the current range. Adjust.

図5は、本実施の形態1による蓄電装置における自経路電流制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。図5に示すフローチャートによる制御処理は、一定の制御周期毎に制御部250によって実行される。また、図5に示した各ステップは、制御部250によるソフトウェア処理および/またはハードウェア処理によって実現されるものとする。   FIG. 5 is a flowchart showing a control processing procedure for realizing self-path current control in the power storage device according to the first embodiment. The control process according to the flowchart shown in FIG. 5 is executed by the control unit 250 at regular control cycles. Each step shown in FIG. 5 is realized by software processing and / or hardware processing by the control unit 250.

図5を参照して、制御部250は、ステップS01により、自経路電流Iinvの電流目標値Iinv**を設定する。具体的には、制御部250は、図示しないメモリに格納された目標値設定表(図4)を参照することにより、日時および蓄電池20のSOCに応じて自経路電流目標値Iinv*を設定する。制御部250は、目標値設定表に従って定められた自経路電流目標値Iinv*を、自経路電流目標値Iinv**の初期値とする。すなわち、初期値Iinv*は、日時および蓄電池20のSOCに応じて変化する可変値となる。   Referring to FIG. 5, control unit 250 sets current target value Iinv ** of self-path current Iinv at step S01. Specifically, control unit 250 sets self-path current target value Iinv * according to the date and time and SOC of storage battery 20 by referring to a target value setting table (FIG. 4) stored in a memory (not shown). . The control unit 250 sets the self-path current target value Iinv * determined according to the target value setting table as an initial value of the self-path current target value Iinv **. That is, the initial value Iinv * is a variable value that changes according to the date and time and the SOC of the storage battery 20.

次に、制御部250は、自経路電流Iinvが自経路電流目標値Iinv**となるようにスイッチング制御信号S1〜S4を生成して、双方向インバータ200を制御する(電流制御)。具体的には、制御部250は、ステップS02により、電流センサ230により検出される自経路電流Iinvと自経路電流目標値Iinv**とを比較する。自経路電流Iinvが自経路電流目標値Iinv**より小さい場合(ステップS02のYES判定時)には、制御部250は、ステップS02により、自経路電流Iinvと自経路電流目標値Iinv**との電流偏差に基づいたスイッチング制御信号S1〜S4を生成する。このような制御を行なうことにより、自経路電流Iinvは正方向(売電方向)に変化する(すなわち、自経路電流Iinvが増加)。   Next, the control unit 250 generates the switching control signals S1 to S4 so that the own path current Iinv becomes the own path current target value Iinv **, and controls the bidirectional inverter 200 (current control). Specifically, in step S02, control unit 250 compares self-path current Iinv detected by current sensor 230 with self-path current target value Iinv **. When the self-path current Iinv is smaller than the self-path current target value Iinv ** (when YES is determined in step S02), the control unit 250 sets the self-path current Iinv and the self-path current target value Iinv ** in step S02. The switching control signals S1 to S4 based on the current deviation are generated. By performing such control, the own path current Iinv changes in the positive direction (the power selling direction) (that is, the own path current Iinv increases).

一方、自経路電流Iinvが自経路電流目標値Iinv**以上となる場合(ステップS02のNO判定時)には、制御部250は、ステップS04により、自経路電流Iinvと自経路電流目標値Iinv**との電流偏差に基づいたスイッチング制御信号S1〜S4を生成する。このような制御を行なうことにより、自経路電流Iinvは負方向(買電方向)に変化する(すなわち、自経路電流Iinvが減少)。   On the other hand, when the self-path current Iinv is equal to or greater than the self-path current target value Iinv ** (when NO is determined in step S02), the control unit 250 performs the self-path current Iinv and the self-path current target value Iinv in step S04. Switching control signals S1 to S4 based on the current deviation from ** are generated. By performing such control, the own path current Iinv changes in the negative direction (the power purchase direction) (that is, the own path current Iinv decreases).

制御部250は、上記ステップS02〜S04に示した電流制御の実行中に、電流センサ15から電池電流Ibを取得する。そして、制御部250は、電池電流Ibが所定の電流範囲内に収まっているか否かを判定する。具体的には、ステップS05では、制御部250は、電池電流Ibが電流範囲の下限値Ibmin以上であるか否かを判定する。電池電流Ibが下限値Ibminより小さい場合(ステップS05のNO判定時)は、制御部250は、ステップS06により、自経路電流目標値Iinv**を所定量ΔI1だけ減少させる。   The control unit 250 acquires the battery current Ib from the current sensor 15 during the execution of the current control shown in steps S02 to S04. Then, control unit 250 determines whether or not battery current Ib is within a predetermined current range. Specifically, in step S05, control unit 250 determines whether or not battery current Ib is greater than or equal to lower limit value Ibmin of the current range. When battery current Ib is smaller than lower limit value Ibmin (when NO is determined in step S05), control unit 250 decreases own path current target value Iinv ** by a predetermined amount ΔI1 in step S06.

すなわち、蓄電池20の放電電流Idcが電流範囲から外れる場合(ステップS05のNO判定時)には、制御部250は、自経路電流目標値Iinv**を減少させるように自経路電流目標値Iinv**を調整する。双方向DC/AC変換器10においては、調整後の自経路電流目標値Iinv**に従って電力変換動作が実行されることにより、売電時における自経路電流Isellが減少する一方で、買電時における自経路電流Ibuyが増加する。このように売電時および買電時の各々において蓄電池20から直流バス30に供給される電力が減少するように、自経路電流目標値Iinv**を調整することにより、蓄電池20の放電電流Idcが電流範囲内に収まる。   That is, when the discharge current Idc of the storage battery 20 is out of the current range (when NO is determined in step S05), the control unit 250 reduces the own path current target value Iinv ** so as to decrease the own path current target value Iinv **. Adjust *. In the bidirectional DC / AC converter 10, the power conversion operation is executed in accordance with the adjusted self-path current target value Iinv **, thereby reducing the self-path current Isel at the time of power sale, while at the time of power purchase. The self-path current Ibuy at increases. In this way, by adjusting the self-path current target value Iinv ** so that the power supplied from the storage battery 20 to the DC bus 30 is reduced at the time of selling and buying power, the discharge current Idc of the storage battery 20 is adjusted. Falls within the current range.

これに対して、電池電流Ibが電流範囲の下限値Ibmin以上である場合(ステップS05のYES判定時)には、制御部250は、さらにステップS07により、電池電流Ibが電流範囲の上限値Ibmax以下であるか否かを判定する。電池電流Ibが上限値Ibmaxより大きい場合(ステップS07のNO判定時)には、制御部250は、ステップS08により、自経路電流目標値Iinv**を所定量ΔI1だけ減少させる。   On the other hand, when battery current Ib is equal to or greater than lower limit value Ibmin of the current range (when YES is determined in step S05), control unit 250 further determines that battery current Ib is upper limit value Ibmax of the current range in step S07. It is determined whether or not: When battery current Ib is larger than upper limit value Ibmax (NO in step S07), control unit 250 decreases own path current target value Iinv ** by predetermined amount ΔI1 in step S08.

すなわち、蓄電池20の充電電流Ichが電流範囲から外れる場合(ステップS07のNO判定時)には、制御部250は、自経路電流目標値Iinv**を増加させるように自経路電流目標値Iinv**を調整する。双方向DC/AC変換器10においては、調整後の自経路電流目標値Iinv**に従って電力変換動作が実行されることにより、売電時における自経路電流Isellが増加する一方で、買電時における自経路電流Ibuyが減少する。このように売電時および買電時の各々において蓄電池20から直流バス30に供給される電力が増加するように、自経路電流目標値Iinv**を調整することにより、蓄電池20の充電電流Ichが電流範囲内に収まる。   That is, when the charging current Ich of the storage battery 20 is out of the current range (NO determination in step S07), the control unit 250 increases the own path current target value Iinv ** so as to increase the own path current target value Iinv **. Adjust *. In the bidirectional DC / AC converter 10, the power conversion operation is executed in accordance with the adjusted self-path current target value Iinv **, thereby increasing the self-path current Isel at the time of power sale while purchasing power. The self-path current Ibuy at is reduced. In this way, the charging current Ich of the storage battery 20 is adjusted by adjusting the self-path current target value Iinv ** so that the power supplied from the storage battery 20 to the DC bus 30 increases at the time of power sale and purchase. Falls within the current range.

このように、電池電流Ibが蓄電池20の電流範囲から外れる場合には、電池電流Ibが当該電流範囲内に収まるように、自経路電流目標値Iinv**を所定量ΔI1だけ増加または減少させる。この所定量ΔI1は、双方向AC/DC変換器10における電流制御の制御速度などを考慮して定められる。   Thus, when the battery current Ib deviates from the current range of the storage battery 20, the own path current target value Iinv ** is increased or decreased by a predetermined amount ΔI1 so that the battery current Ib falls within the current range. The predetermined amount ΔI1 is determined in consideration of the control speed of current control in the bidirectional AC / DC converter 10.

一方、ステップS07において、電池電流Ibが上限値Ibmax以下である場合(ステップS07のYES判定時)、すなわち、電池電流Ibが電流範囲内に収まっている場合には、制御部250は、ステップS09〜S12により、自経路電流目標値Iinv**を初期値Iinv*に戻すための復帰処理を実行する。   On the other hand, in step S07, when battery current Ib is equal to or lower than upper limit value Ibmax (when YES is determined in step S07), that is, when battery current Ib is within the current range, control unit 250 performs step S09. Through S12, a return process for returning the own path current target value Iinv ** to the initial value Iinv * is executed.

具体的には、制御部250は、ステップS09により、自経路電流目標値Iinv**が初期値Iinv*より大きいか否かを判定する。自経路電流目標値Iinv**が初期値Iinv*より大きい場合(ステップS09のYES判定時)には、制御部250は、ステップS10により、自経路電流目標値Iinv**を所定量ΔI2だけ減少させる。   Specifically, in step S09, control unit 250 determines whether own path current target value Iinv ** is greater than initial value Iinv *. When own path current target value Iinv ** is larger than initial value Iinv * (when YES is determined in step S09), control unit 250 decreases own path current target value Iinv ** by a predetermined amount ΔI2 in step S10. Let

一方、自経路電流目標値Iinv**が初期値Iinv*以下となる場合(ステップS09のNO判定時)には、制御部250はさらにステップS11により、自経路電流目標値Iinv**が初期値Iinv*より小さいか否かを判定する。自経路電流目標値Iinv**が初期値Iinv*より小さい場合(ステップS11のYES判定時)には、制御部250は、ステップS12により、自経路電流目標値Iinv**を所定量ΔI2だけ増加させる。この所定量ΔI2は、双方向AC/DC変換器10における電流制御の制御速度などを考慮して定められる。一方、自経路電流目標値Iinv**が初期値Iinv*と等しい場合(ステップS11のNO判定時)には、上述した自経路電流目標値Iinv**の復帰処理を行なわない。   On the other hand, when the own path current target value Iinv ** is equal to or smaller than the initial value Iinv * (when NO is determined in step S09), the control unit 250 further performs the own path current target value Iinv ** as the initial value in step S11. It is determined whether it is smaller than Iinv *. When own path current target value Iinv ** is smaller than initial value Iinv * (when YES is determined in step S11), control unit 250 increases own path current target value Iinv ** by a predetermined amount ΔI2 in step S12. Let The predetermined amount ΔI2 is determined in consideration of the control speed of current control in the bidirectional AC / DC converter 10. On the other hand, when the own path current target value Iinv ** is equal to the initial value Iinv * (when NO is determined in step S11), the return processing of the above-described own path current target value Iinv ** is not performed.

以上説明したように、制御部250は、自経路電流制御の実行中は、電池電流Ibが蓄電池20の電流範囲内に収まるように自経路電流目標値Iinv**を調整する。これにより、蓄電装置100は、蓄電池20の電流制限を遵守しつつ、電力系統50との間で電力を授受することができる。
(2)電池電流制御
一方、電池電流制御によって蓄電池20に充放電される電力を電力系統50との間で授受される電力を制御しているときには、太陽光発電システム60から直流バス30に供給される電力の変動を受けて、双方向DC/AC変換器10に入出力される電力が変動する。そのため、電池電流制御の実行中に、自経路電流Iinvが双方向DC/AC変換器10に流すことのできる電流範囲を外れてしまう可能性がある。なお、この電流範囲は、例えば双方向DC/AC変換器10の定格出力に基づいて定められる。
As described above, the control unit 250 adjusts the self-path current target value Iinv ** so that the battery current Ib is within the current range of the storage battery 20 during the self-path current control. Thereby, the power storage device 100 can exchange power with the power system 50 while observing the current limitation of the storage battery 20.
(2) Battery current control On the other hand, when the electric power charged / discharged to / from the storage battery 20 by the battery current control is controlled from the electric power system 50, the electric power is supplied from the solar power generation system 60 to the DC bus 30. In response to the fluctuation of the electric power, the electric power inputted to and outputted from the bidirectional DC / AC converter 10 fluctuates. Therefore, there is a possibility that the current range in which the self-path current Iinv can flow to the bidirectional DC / AC converter 10 may be out of the battery current control. This current range is determined based on the rated output of the bidirectional DC / AC converter 10, for example.

制御部250は、電池電流制御の実行中において、自経路電流Iinvが所定の電流範囲から外れた場合には、自経路電流Iinvが当該電流範囲に収まるように、電池電流目標値Ib*を調整する。   When executing the battery current control, the control unit 250 adjusts the battery current target value Ib * so that the own path current Iinv falls within the current range when the own path current Iinv is out of the predetermined current range. To do.

図6は、本実施の形態1による蓄電装置における電池電流制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。図6に示すフローチャートによる制御処理は、一定の制御周期毎に制御部250によって実行される。また、図6に示した各ステップは、制御部250によるソフトウェア処理および/またはハードウェア処理によって実現されるものとする。   FIG. 6 is a flowchart showing a control processing procedure for realizing battery current control in the power storage device according to the first embodiment. The control process according to the flowchart shown in FIG. 6 is executed by the control unit 250 at regular control cycles. Each step illustrated in FIG. 6 is realized by software processing and / or hardware processing by the control unit 250.

図6を参照して、制御部250は、ステップS21により、電池電流Ibの電流目標値Ib**を設定する。具体的には、制御部250は、図示しないメモリに格納された目標値設定表(図4)を参照することにより、日時および蓄電池20のSOCに応じて電池電流目標値Ib*を設定する。制御部250は、目標値設定表に従って定められた電池電流目標値Iib*を、電池電流目標値Ib**の初期値とする。すなわち、初期値Ib*は、日時および蓄電池20のSOCに応じて変化する可変値となる。   Referring to FIG. 6, control unit 250 sets current target value Ib ** of battery current Ib in step S21. Specifically, control unit 250 sets battery current target value Ib * according to the date and time and the SOC of storage battery 20 by referring to a target value setting table (FIG. 4) stored in a memory (not shown). Control unit 250 sets battery current target value Iib * determined according to the target value setting table as an initial value of battery current target value Ib **. That is, the initial value Ib * is a variable value that changes according to the date and time and the SOC of the storage battery 20.

次に、制御部250は、電池電流Ibが電池電流目標値Ib**となるようにスイッチング制御信号S1〜S4を生成して、双方向インバータ200を制御する(電流制御)。具体的には、制御部250は、ステップS22により、電流センサ15により検出される電池電流Ibと電池電流目標値Ib**とを比較する。電池電流Ibが電池電流目標値Ib**より小さい場合(ステップS22のYES判定時)には、制御部250は、ステップS23により、電池電流Ibと電池電流目標値Ib**との電流偏差に基づいたスイッチング制御信号S1〜S4を生成する。このような制御を行なうことにより、電池電流Iibは正方向(充電方向)に変化する(すなわち、電池電流Ibが増加)。   Next, the control unit 250 generates the switching control signals S1 to S4 so that the battery current Ib becomes the battery current target value Ib **, and controls the bidirectional inverter 200 (current control). Specifically, control unit 250 compares battery current Ib detected by current sensor 15 with battery current target value Ib ** in step S22. When the battery current Ib is smaller than the battery current target value Ib ** (when YES is determined in step S22), the control unit 250 sets the current deviation between the battery current Ib and the battery current target value Ib ** in step S23. Based on the switching control signals S1 to S4 are generated. By performing such control, the battery current Iib changes in the positive direction (charging direction) (that is, the battery current Ib increases).

一方、電池路電流Ibが電池電流目標値Ib**以上となる場合(ステップ22のNO判定時)には、制御部250は、ステップS24により、電池電流Ibと電池電流目標値Ib**との電流偏差に基づいたスイッチング制御信号S1〜S4を生成する。このような制御を行なうことにより、電池電流Ibは負方向(放電方向)に変化する(すなわち、電池電流Ibが減少)。   On the other hand, when battery path current Ib is equal to or greater than battery current target value Ib ** (when NO is determined in step 22), control unit 250 determines battery current Ib and battery current target value Ib ** in step S24. The switching control signals S1 to S4 based on the current deviation are generated. By performing such control, the battery current Ib changes in the negative direction (discharge direction) (that is, the battery current Ib decreases).

制御部250は、上記ステップS22〜S24に示した電流制御の実行中に、電流センサ230から自経路電流Iinvを取得する。そして、制御部250は、自経路電流Iinvが所定の電流範囲内に収まっているか否かを判定する。具体的には、ステップS25では、制御部250は、自経路電流Iinvが電流範囲の下限値Iinvmin以上であるか否かを判定する。自経路電流Iinvが下限値Iinvminより小さい場合(ステップS25のNO判定時)は、制御部250は、ステップS26により、電池電流目標値Ib**を所定量ΔI3だけ減少させる。   The control unit 250 acquires the self-path current Iinv from the current sensor 230 during the execution of the current control shown in steps S22 to S24. Then, the control unit 250 determines whether or not the own path current Iinv is within a predetermined current range. Specifically, in step S25, control unit 250 determines whether or not own path current Iinv is equal to or greater than lower limit value Iinvmin of the current range. When own path current Iinv is smaller than lower limit value Iinvmin (when NO is determined in step S25), control unit 250 decreases battery current target value Ib ** by predetermined amount ΔI3 in step S26.

すなわち、買電時の自経路電流Ibuyが電流範囲から外れる場合(ステップS25のNO判定時)には、制御部250は、電池電流目標値Ib**を減少させるように電池電流目標値Ib**を調整する。そして、調整後の電池電流目標値Ib**に従って電力変換動作が実行されることにより、蓄電池20においては、充電時における電池電流(充電電流)Ichが減少する一方で、放電時における電池電流(放電電流)Idcが増加する。このように充電時には直流バス30から蓄電池20に供給される電力が減少する一方で、放電時には蓄電池20から直流バス30に供給される電力が増加するように、電池電流目標値Ib**を調整することにより、買電時における自経路電流Iinvが電流範囲内に収まる。   That is, when own path current Ibuy at the time of power purchase is out of the current range (NO determination in step S25), control unit 250 causes battery current target value Ib * to decrease battery current target value Ib **. Adjust *. Then, by executing the power conversion operation according to the adjusted battery current target value Ib **, the battery current (charge current) Ich at the time of charging is reduced in the storage battery 20, while the battery current (at the time of discharging) ( Discharge current) Idc increases. In this way, the battery current target value Ib ** is adjusted so that the power supplied from the DC bus 30 to the storage battery 20 during charging decreases while the power supplied from the storage battery 20 to the DC bus 30 increases during discharging. By doing so, the own path current Iinv at the time of power purchase falls within the current range.

これに対して、自経路電流Iinvが電流範囲の下限値Iinvmin以上である場合(ステップS25のYES判定時)には、制御部250は、さらにステップS27により、自経路電流Iinvが電流範囲の上限値Iinvmax以下であるか否かを判定する。自経路電流Iinvが上限値Iinvmaxより大きい場合(ステップS27のNO判定時)には、制御部250は、ステップS28により、電池電流目標値Ib**を所定量ΔI3だけ減少させる。   On the other hand, when the own path current Iinv is equal to or greater than the lower limit value Iinvmin of the current range (when YES is determined in step S25), the control unit 250 further causes the own path current Iinv to exceed the upper limit of the current range in step S27 It is determined whether or not the value is less than or equal to Iinvmax. When own path current Iinv is larger than upper limit value Iinvmax (NO in step S27), control unit 250 decreases battery current target value Ib ** by a predetermined amount ΔI3 in step S28.

すなわち、売電時の自経路電流Isellが電流範囲から外れる場合(ステップS27のNO判定時)には、制御部250は、電池電流目標値Ib**を増加させるように電池電流目標値Ib**を調整する。調整後の電池電流目標値Ib**に従って電力変換動作が実行されることにより、蓄電池20においては、充電時における電池電流(充電電流)Ichが増加する一方で、放電時における電池電流(放電電流)Idcが減少する。このように充電時には直流バス30から蓄電池20に供給される電力が増加する一方で、放電時には蓄電池20から直流バス30に供給される電力が減少するように、電池電流目標値Ib**を調整することにより、売電時における自経路電流Iinvが電流範囲内に収まる。   That is, when self-path current Isel at the time of power sale is out of the current range (NO determination in step S27), control unit 250 increases battery current target value Ib ** so as to increase battery current target value Ib **. Adjust *. By executing the power conversion operation according to the adjusted battery current target value Ib **, the battery current (charge current) Ich at the time of charging increases in the storage battery 20, while the battery current (discharge current) at the time of discharge increases. ) Idc decreases. In this way, the battery current target value Ib ** is adjusted so that the power supplied from the DC bus 30 to the storage battery 20 during charging increases while the power supplied from the storage battery 20 to the DC bus 30 decreases during discharging. By doing so, the self-path current Iinv at the time of power sale falls within the current range.

このように、自経路電流Iinvが双方向DC/AC変換器10の電流範囲から外れる場合には、自経路電流Iinvが当該電流範囲内に収まるように、電池電流目標値Ib**を所定量ΔI3だけ増加または減少させる。この所定量ΔI3は、双方向AC/DC変換器10における電流制御の制御速度などを考慮して定められる。   Thus, when the self-path current Iinv is out of the current range of the bidirectional DC / AC converter 10, the battery current target value Ib ** is set to a predetermined amount so that the self-path current Iinv is within the current range. Increase or decrease by ΔI3. This predetermined amount ΔI3 is determined in consideration of the control speed of current control in the bidirectional AC / DC converter 10.

一方、ステップS27において、自経路電流Iinvが上限値Iinvmax以下である場合(ステップS27のYES判定時)、すなわち、自経路電流Iinvが電流範囲内に収まっている場合には、制御部250は、ステップS29〜S32により、電池電流目標値Ib**を初期値Ib*に戻すための復帰処理を実行する。   On the other hand, when the own path current Iinv is equal to or lower than the upper limit value Iinvmax in step S27 (when YES is determined in step S27), that is, when the own path current Iinv is within the current range, the control unit 250 By steps S29 to S32, a return process for returning the battery current target value Ib ** to the initial value Ib * is executed.

具体的には、制御部250は、ステップS29により、電池電流目標値Ib**が初期値Ib*より大きいか否かを判定する。電池電流目標値Ib**が初期値Ib*より大きい場合(ステップS29のYES判定時)には、制御部250は、ステップS30により、電池電流目標値Ib**を所定量ΔI4だけ減少させる。   Specifically, control unit 250 determines whether or not battery current target value Ib ** is larger than initial value Ib * in step S29. When battery current target value Ib ** is larger than initial value Ib * (when YES is determined in step S29), control unit 250 decreases battery current target value Ib ** by a predetermined amount ΔI4 in step S30.

一方、電池電流目標値Ib**が初期値Ib*以下となる場合(ステップS29のNO判定時)には、制御部250はさらにステップS31により、電池電流目標値Ib**が初期値Ib*より小さいか否かを判定する。電池電流目標値Ib**が初期値Ib*より小さい場合(ステップS31のYES判定時)には、制御部250は、ステップS32により、電池電流目標値Ib**を所定量ΔI4だけ増加させる。この所定量ΔI4は、双方向AC/DC変換器10における電流制御の制御速度などを考慮して定められる。一方、電池電流目標値Ib**が初期値Ib*と等しい場合(ステップS31のNO判定時)には、上述した電池電流目標値Ib**の復帰処理を行なわない。   On the other hand, when battery current target value Ib ** is equal to or smaller than initial value Ib * (when NO is determined in step S29), control unit 250 further performs battery current target value Ib ** to initial value Ib * in step S31. It is determined whether it is smaller. When battery current target value Ib ** is smaller than initial value Ib * (when YES is determined in step S31), control unit 250 increases battery current target value Ib ** by a predetermined amount ΔI4 in step S32. This predetermined amount ΔI4 is determined in consideration of the control speed of current control in the bidirectional AC / DC converter 10. On the other hand, when the battery current target value Ib ** is equal to the initial value Ib * (when NO is determined in step S31), the above-described return processing of the battery current target value Ib ** is not performed.

以上説明したように、制御部250は、電池電流制御の実行中は、自経路電流Iinvが双方向DC/AC変換器10の電流範囲内に収まるように電池電流目標値Ib**を調整する。これにより、蓄電装置100は、双方向DC/AC変換器10の電流制限を遵守しつつ、蓄電池20を充放電することができる。   As described above, control unit 250 adjusts battery current target value Ib ** so that self-path current Iinv is within the current range of bidirectional DC / AC converter 10 during execution of battery current control. . Thereby, the power storage device 100 can charge and discharge the storage battery 20 while observing the current limitation of the bidirectional DC / AC converter 10.

このように、実施の形態1による蓄電装置によれば、直流バスに直結された蓄電池が直流バスの電圧を安定化させるため、直流バスに接続される複数の電力変換器においては、直流バスの電圧変動を抑制するための制御を協調して行なう必要がない。これにより、複数の電力変換器は、直流バスに対して入出力する電力を自律的に制御できる。この結果、直流バスに接続させる外部の直流電力源の増設および変更が容易となるため、直流システムの仕様の変更を容易に実現できる。   Thus, according to the power storage device according to the first embodiment, since the storage battery directly connected to the DC bus stabilizes the voltage of the DC bus, in the plurality of power converters connected to the DC bus, There is no need to coordinately perform control for suppressing voltage fluctuations. Thereby, the several power converter can control the electric power input / output with respect to a DC bus autonomously. As a result, since it is easy to add and change an external DC power source connected to the DC bus, it is possible to easily change the specifications of the DC system.

[実施の形態2]
図7は、この発明の実施の形態2による蓄電装置が適用される直流システムの全体の構成を概略的に示す図である。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a diagram schematically showing an overall configuration of a DC system to which the power storage device according to Embodiment 2 of the present invention is applied.

図7を参照して、本実施の形態2による蓄電装置110は、図1に示す蓄電装置100において、蓄電装置の外部に設けられた蓄電池(以下、「外部蓄電池」とも称する)25を直流バス30に電気的に接続させるための接続端子44と、外部蓄電池25と直流バス30との間で授受される直流電力を伝達するための直流バス34とをさらに設けたものである。   Referring to FIG. 7, power storage device 110 according to the second embodiment includes a storage battery (hereinafter also referred to as “external storage battery”) 25 provided outside power storage device in direct-current bus in power storage device 100 shown in FIG. 1. 30 is further provided with a connection terminal 44 for electrical connection to 30 and a direct current bus 34 for transmitting direct current power exchanged between the external storage battery 25 and the direct current bus 30.

外部蓄電池25は、蓄電池20と同様に、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池で構成される。外部蓄電池25は、複数の電池セルを直列接続して構成されており、蓄電池20と同じ定格電圧(380V)を有している。   The external storage battery 25 is configured by a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery, similarly to the storage battery 20. The external storage battery 25 is configured by connecting a plurality of battery cells in series, and has the same rated voltage (380 V) as the storage battery 20.

本実施の形態2では、監視ユニット22は、外部蓄電池25に設けられた電流センサ、電圧センサおよび温度センサ(図示せず)の出力に基づいて、外部蓄電池25の電池データ(電池電流、電池温度およびSOC)を取得する。監視ユニット22は、一例として、外部蓄電池25との間で直流バス34を用いた電力線通信または無線による通信を行なうことにより、外部蓄電池25の電池データを取得することができる。   In the second embodiment, the monitoring unit 22 is configured to output battery data (battery current, battery temperature) of the external storage battery 25 based on outputs of a current sensor, a voltage sensor, and a temperature sensor (not shown) provided in the external storage battery 25. And SOC). As an example, the monitoring unit 22 can acquire battery data of the external storage battery 25 by performing power line communication or wireless communication using the DC bus 34 with the external storage battery 25.

あるいは、直流バス34に電流センサを介挿接続することにより、当該電流センサが検出した外部蓄電池25の充放電電流を取得する構成としてもよい。この場合、監視ユニット22は、電流センサからの電池電流の検出値に基づいて外部蓄電池25のSOCを推定する。よって、監視ユニット22が取得する外部蓄電池25の電池データからは、電池電流およびSOCが省略される。   Or it is good also as a structure which acquires the charging / discharging electric current of the external storage battery 25 which the said current sensor detected by inserting and connecting the current sensor to DC bus 34. In this case, the monitoring unit 22 estimates the SOC of the external storage battery 25 based on the detected value of the battery current from the current sensor. Therefore, the battery current and the SOC are omitted from the battery data of the external storage battery 25 acquired by the monitoring unit 22.

直流バス30には、蓄電池20の充放電電流Ibと外部蓄電池25の充放電電流Ibextとの合計値を検出するための電流センサ18が設けられる。電流センサ18は、充放電電流IbおよびIbextの合計値Ib♯(Ib♯=Ib+Ibext)を検出し、その検出値を双方向DC/AC変換器10へ出力する。   The DC bus 30 is provided with a current sensor 18 for detecting the total value of the charging / discharging current Ib of the storage battery 20 and the charging / discharging current Ibext of the external storage battery 25. Current sensor 18 detects a total value Ib # (Ib # = Ib + Ibext) of charge / discharge currents Ib and Ibext, and outputs the detected value to bidirectional DC / AC converter 10.

上述の実施の形態1による蓄電装置100では、装置内部の蓄電池20を直流バス30に直結させる構成について説明したが、この発明の実施の形態2では、外部蓄電池25をさらに直流バス30に直結させる。これにより、実質的に蓄電池の容量が増えるため、蓄電池が直流バス30に対して入出力可能な電力を増やすことができる。その結果、電力系統50および外部の直流電力源または直流負荷との間でより多くの電力を融通することが可能となるため、外部の直流電力源または直流負荷の個数を増やす、あるいは、より高電力の仕様のものを適用することができる。   In power storage device 100 according to Embodiment 1 described above, the configuration in which storage battery 20 inside the device is directly connected to DC bus 30 has been described. However, in Embodiment 2 of the present invention, external storage battery 25 is further directly connected to DC bus 30. . Thereby, since the capacity | capacitance of a storage battery increases substantially, the electric power which a storage battery can input / output with respect to the DC bus 30 can be increased. As a result, more power can be accommodated between the power system 50 and the external DC power source or DC load, so that the number of external DC power sources or DC loads can be increased or higher. Electric power specifications can be applied.

図7に示す直流システムでは、蓄電装置110は、電力系統50、太陽光発電システム60および蓄電システム70の間に結合される。接続端子42に蓄電システム70が連結されることによって、直流バス30および蓄電システム70の間で電力の授受が行なわれる。蓄電システム70は、蓄電池74と、蓄電池74および直流バス30の間で双方向の電圧変換を行なうDC/DC変換器72とを含む。DC/DC変換器72における電圧変換動作は、蓄電池74の電圧と直流バス30の電圧とに応じて、図示しない制御部からのスイッチング指令に従って制御される。   In the DC system shown in FIG. 7, power storage device 110 is coupled among power system 50, solar power generation system 60, and power storage system 70. By connecting power storage system 70 to connection terminal 42, power is exchanged between DC bus 30 and power storage system 70. Power storage system 70 includes a storage battery 74 and a DC / DC converter 72 that performs bidirectional voltage conversion between storage battery 74 and DC bus 30. The voltage conversion operation in the DC / DC converter 72 is controlled according to a switching command from a control unit (not shown) according to the voltage of the storage battery 74 and the voltage of the DC bus 30.

図8は、本実施の形態2による直流システムにおける電力の融通を説明する図である。
図8を参照して、直流バス30には、双方向DC/AC変換器10、蓄電池20、太陽光発電システム60および蓄電システム70が接続されている。直流バス30にはさらに、直流バス34を介して外部蓄電池25が接続されている。
FIG. 8 is a diagram for explaining power interchange in the DC system according to the second embodiment.
Referring to FIG. 8, bidirectional DC / AC converter 10, storage battery 20, solar power generation system 60, and power storage system 70 are connected to DC bus 30. An external storage battery 25 is further connected to the DC bus 30 via a DC bus 34.

上記の直流システムにおいて、双方向DC/AC変換器10の最大入出力電力を示す定格電力が4kWであり、蓄電池20の最大充放電電力を示す定格充放電電力が2kWであると想定する。また、太陽光発電システム60の最大発電電力を示す定格発電電力が3kWであり、蓄電システム70の定格充放電電力が5kWであると想定する。   In the above DC system, it is assumed that the rated power indicating the maximum input / output power of the bidirectional DC / AC converter 10 is 4 kW, and the rated charge / discharge power indicating the maximum charge / discharge power of the storage battery 20 is 2 kW. Further, it is assumed that the rated generated power indicating the maximum generated power of the solar power generation system 60 is 3 kW, and the rated charge / discharge power of the power storage system 70 is 5 kW.

この場合、蓄電装置110においては、双方向DC/AC変換器10および蓄電池20から直流バス30に入力される電力の最大値は6kW(=4kW+2kW)となるため、直流バス30は6kWの電力を外部の直流電力源に供給することができる。また、直流バス30から双方向DC/AC変換器10および蓄電池20に出力される電力の最大値は6kW(=4kW+2kW)となるため、直流バス30が外部の直流電力源から6kWの電力を受け入れることができる。すなわち、直流バス30は、外部の直流電力源との間に、6kWの電力供給能力と、6kWの電力受入れ能力とを有している。   In this case, in the power storage device 110, the maximum value of the power input from the bidirectional DC / AC converter 10 and the storage battery 20 to the DC bus 30 is 6 kW (= 4 kW + 2 kW). It can be supplied to an external DC power source. Further, since the maximum value of the power output from the DC bus 30 to the bidirectional DC / AC converter 10 and the storage battery 20 is 6 kW (= 4 kW + 2 kW), the DC bus 30 accepts 6 kW of power from an external DC power source. be able to. That is, the DC bus 30 has a 6 kW power supply capability and a 6 kW power acceptance capability with an external DC power source.

一方、外部の直流電力源(太陽光発電システム60および蓄電システム70)から直流バス30に入力される電力の最大値は8kW(=3kW+5kW)となる。また、直流バス30から外部の直流電力源に出力される電力の最大値は5kWとなる。したがって、直流電力源から直流バス30に入力される電力が最大値8kWに達すると、直流バス30の電力受入れ能力(6kW)を超えてしまうことになる。このような事態となると、定格充電電力を上回る電力が蓄電池20に充電される虞がある。   On the other hand, the maximum value of power input from the external DC power source (solar power generation system 60 and power storage system 70) to the DC bus 30 is 8 kW (= 3 kW + 5 kW). Further, the maximum value of the power output from the DC bus 30 to the external DC power source is 5 kW. Therefore, when the power input to the DC bus 30 from the DC power source reaches the maximum value of 8 kW, the power receiving capacity (6 kW) of the DC bus 30 is exceeded. In such a situation, there is a possibility that the storage battery 20 is charged with power exceeding the rated charging power.

したがって、本実施の形態2では、直流バス30に外部蓄電池25をさらに接続することにより、この電力の超過分を外部蓄電池25に回収させる。図8の例では、外部蓄電池25として、定格充放電電力が2kWである蓄電池を用いることにより、直流バス30は外部の直流電力源から供給される電力(8kW)をすべて受入れ可能となる。   Therefore, in the second embodiment, the external storage battery 25 is further connected to the DC bus 30 to cause the external storage battery 25 to recover the excess power. In the example of FIG. 8, by using a storage battery having a rated charge / discharge power of 2 kW as the external storage battery 25, the DC bus 30 can receive all the power (8 kW) supplied from an external DC power source.

なお、本実施の形態2による蓄電装置110において、双方向DC/AC変換器10は、上述した自経路電流制御および電池電流制御を、電流センサ18により検出された充放電電流の合計値Ib♯に基づいて実行する。具体的には、自経路電流制御において、制御部250は、蓄電池20および外部蓄電池25の各々についての電流範囲に基づいて、充放電電流の合計値Ib♯の電流範囲を設定する。そして、制御部250は、充放電電流の合計値Ib♯が当該電流範囲内に収まるように、自経路電流目標値Iinv*を調整する。   In power storage device 110 according to the second embodiment, bidirectional DC / AC converter 10 performs the above-described self-path current control and battery current control with the total value Ib # of the charge / discharge current detected by current sensor 18. Run based on. Specifically, in the self-path current control, control unit 250 sets a current range of charge / discharge current total value Ib # based on the current ranges for storage battery 20 and external storage battery 25. Then, control unit 250 adjusts self-path current target value Iinv * such that total value Ib # of the charge / discharge current is within the current range.

また、電池電流制御においては、蓄電池20の電池電流目標値Ib*に代えて、蓄電池20および25全体での電池電流目標値Ib♯*が設定され、充放電電流の合計値Ib♯がこの電池電流目標値Ib♯*となるように双方向インバータ200が制御される。なお、電池電流目標値Ib♯*については、蓄電池20および外部蓄電池25のSOCに応じて設定することができる。   In the battery current control, instead of the battery current target value Ib * of the storage battery 20, the battery current target value Ib ## of the storage batteries 20 and 25 as a whole is set, and the total value Ib # of the charge / discharge current is set to this battery. Bidirectional inverter 200 is controlled to have current target value Ib ##. Battery current target value Ib ## can be set according to the SOC of storage battery 20 and external storage battery 25.

このように、実施の形態2による蓄電装置によれば、外部蓄電池を直流バスに対して直結可能に構成したことにより、蓄電池および外部蓄電池によって直流バスの電圧を安定化させながら、蓄電装置、電力系統および外部の直流電力源または直流負荷の間でより多くの電力を融通することが可能となる。この結果、直流システムの仕様のさらなる豊富化を実現できる。   As described above, according to the power storage device according to the second embodiment, the external storage battery is configured to be directly connected to the DC bus, so that the storage battery and the external storage battery can stabilize the voltage of the DC bus, More power can be accommodated between the grid and the external DC power source or DC load. As a result, further enrichment of the specifications of the DC system can be realized.

[実施の形態3]
図9は、この発明の実施の形態3による蓄電装置が適用される直流システムの全体の構成を概略的に示す図である。
[Embodiment 3]
FIG. 9 schematically shows an overall configuration of a DC system to which the power storage device according to Embodiment 3 of the present invention is applied.

図9を参照して、本実施の形態3による蓄電装置120は、図1に示す蓄電装置100において、外部の直流電力源に関する情報を取得するための情報取得部80をさらに設けたものである。   Referring to FIG. 9, power storage device 120 according to the third embodiment further includes information acquisition unit 80 for acquiring information related to an external DC power source in power storage device 100 shown in FIG. 1. .

情報取得部80は、外部の直流電力源(太陽光発電システム60および蓄電システム70)が直流バス30に対して入出力する電力に関する情報を取得する。この電力に関する情報には、例えば、直流電力源の最大入出力電力を示す定格電力が含まれる。あるいは、直流電力源から直流バス30に供給される瞬時電力を含むようにしてもよい。   The information acquisition unit 80 acquires information related to power input / output from / to the DC bus 30 by the external DC power source (solar power generation system 60 and power storage system 70). The information related to the power includes, for example, rated power indicating the maximum input / output power of the DC power source. Alternatively, instantaneous power supplied from the DC power source to the DC bus 30 may be included.

情報取得部80は、外部の直流電力源との間で直流バス30を用いた電力線通信が可能に構成される。情報取得部80は、接続端子40,42に直流電力源が連結されると、直流電力源との間で通信を行なうことによって、上述した電力に関する情報を取得する。   The information acquisition unit 80 is configured to be capable of power line communication using the DC bus 30 with an external DC power source. When a DC power source is connected to the connection terminals 40 and 42, the information acquisition unit 80 acquires information on the power described above by performing communication with the DC power source.

なお、情報取得部80は、無線によって直流電力源と通信を行なうように構成されてもよい。あるいは、接続端子40,42の各々を、連結される直流電力源の種類に対応させた専用のコネクタで構成するとともに、当該コネクタに直流電力源が連結されたことを検知するためのセンサを設ける構成としてもよい。上記の構成において、情報取得部80は、当該センサから出力される検知信号からコネクタの種類を判別することにより、対応する直流電力源の電力に関する情報を取得する。   Information acquisition unit 80 may be configured to communicate with a DC power source wirelessly. Alternatively, each of the connection terminals 40 and 42 is configured with a dedicated connector corresponding to the type of DC power source to be connected, and a sensor for detecting that the DC power source is connected to the connector is provided. It is good also as a structure. In said structure, the information acquisition part 80 acquires the information regarding the electric power of a corresponding DC power source by discriminating the kind of connector from the detection signal output from the said sensor.

双方向DC/AC変換器10において、制御部250は、情報取得部80により取得した電力情報に基づいて、電力系統50、直流電力源および蓄電装置120の間での電力の融通が可能か否かを判定する。   In bidirectional DC / AC converter 10, control unit 250 determines whether or not power can be interchanged between power system 50, DC power source, and power storage device 120 based on the power information acquired by information acquisition unit 80. Determine whether.

具体的には、制御部250は、図7で説明したように、双方向DC/AC変換器10の直流バス30への入出力可能な電力および蓄電池20の充放電可能な電力に基づいて、直流バス30の電力供給能力および電力受入れ能力を算出する。例えば、制御部250は、双方向DC/AC変換器10の定格出力電力および蓄電池20の定格放電電力を合計した値を、直流バス30の電力供給能力として算出する。また、制御部250は、双方向DC/AC変換器10の定格入力電力および蓄電池20の定格充電電力を合計した値を、直流バス30の電力受入れ能力として算出する。   Specifically, as described in FIG. 7, the control unit 250 is based on the power that can be input to and output from the DC bus 30 of the bidirectional DC / AC converter 10 and the power that can be charged and discharged by the storage battery 20. The power supply capability and power acceptance capability of the DC bus 30 are calculated. For example, the control unit 250 calculates a value obtained by summing the rated output power of the bidirectional DC / AC converter 10 and the rated discharge power of the storage battery 20 as the power supply capability of the DC bus 30. Further, the control unit 250 calculates a value obtained by summing the rated input power of the bidirectional DC / AC converter 10 and the rated charging power of the storage battery 20 as the power receiving capability of the DC bus 30.

制御部250はさらに、直流バス30に対して要求される入出力電力を算出する。例えば、制御部250は、太陽光発電システム60の定格発電電力および蓄電システム70の定格放電電力を合計した値を、直流バス30に受入れを要求する電力である要求入力電力として算出する。また、制御部250は、蓄電システム70の定格充電電力を、直流バス30に供給を要求する電力である要求出力電力として算出する。   The controller 250 further calculates input / output power required for the DC bus 30. For example, the control unit 250 calculates a value obtained by summing the rated generated power of the solar power generation system 60 and the rated discharge power of the power storage system 70 as requested input power that is power that requests the DC bus 30 to be accepted. In addition, the control unit 250 calculates the rated charging power of the power storage system 70 as required output power that is power that requests the DC bus 30 to supply.

そして、制御部250は、算出した直流バス30の要求入力電力と直流バス30の電力受入れ能力とを比較するとともに、算出した直流バス30の要求出力電力と直流バス30の電力供給能力とを比較する。電力受入れ能力および電力供給能力の少なくとも一方が要求される電力を下回る場合、制御部250は、電力系統50、直流電力源および蓄電装置120の間の電力の融通が不可能であると判定する。   Then, the control unit 250 compares the calculated required input power of the DC bus 30 with the power acceptance capability of the DC bus 30, and compares the calculated required output power of the DC bus 30 with the power supply capability of the DC bus 30. To do. When at least one of the power reception capability and the power supply capability is less than the required power, control unit 250 determines that the interchange of power among power system 50, the DC power source, and power storage device 120 is impossible.

図10は、本実施の形態3による蓄電装置における電力の融通の可否の判定動作を説明するフローチャートである。なお、図10に示すフローチャートは、制御部250において予め格納したプログラムを実行することで実現できる。   FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation for determining whether or not to allow power interchange in the power storage device according to the third embodiment. Note that the flowchart shown in FIG. 10 can be realized by executing a program stored in advance in the control unit 250.

図10を参照して、ステップS41により蓄電装置120が起動されると、ステップS42において、情報取得部80は、外部の直流電力源との間で通信を行なうことにより、当該直電力源が直流バス30に対して入出力する電力に関する情報を取得する。情報取得部80は、取得した直流電力源の電力情報を双方向DC/AC変換器10の制御部250へ送出する。   Referring to FIG. 10, when power storage device 120 is activated in step S41, in step S42, information acquisition unit 80 communicates with an external DC power source so that the direct power source is DC. Information on power input / output to / from the bus 30 is acquired. The information acquisition unit 80 sends the acquired power information of the DC power source to the control unit 250 of the bidirectional DC / AC converter 10.

ステップS43では、制御部250は、取得した電力情報に基づいて、電力系統50、直流電力源および蓄電装置120の間での電力の融通が可能か否かを判定する。具体的には、制御部250は、上述した方法によって、直流バス30の電力供給能力および電力受入れ能力を算出する。また、制御部250は、上述した方法によって、直流バス30に対する要求入力電力および要求出力電力を算出する。制御部250は、算出した直流バス30の要求入力電力と直流バス30の電力受入れ能力とを比較するとともに、算出した直流バス30の要求出力電力と直流バス30の電力供給能力とを比較する。   In step S <b> 43, control unit 250 determines whether or not power interchange is possible among power system 50, DC power source, and power storage device 120 based on the acquired power information. Specifically, the control unit 250 calculates the power supply capability and power reception capability of the DC bus 30 by the method described above. Further, the control unit 250 calculates the required input power and the required output power for the DC bus 30 by the method described above. The control unit 250 compares the calculated required input power of the DC bus 30 with the power receiving capability of the DC bus 30, and compares the calculated required output power of the DC bus 30 with the power supply capability of the DC bus 30.

要求入力電力が直流バス30の電力受入れ能力より小さく、かつ、要求出力電力が直流バス30の電力供給能力より小さい場合には、制御部250は、電力系統50、直流電力源および蓄電装置120の間での電力の融通が可能と判定する(ステップS43のYES判定)。したがって、制御部250は、ステップS44に進み、上述した電流制御を実行することによって双方向インバータ200における電力変換動作を制御する。   When the required input power is smaller than the power acceptance capability of DC bus 30 and the required output power is smaller than the power supply capability of DC bus 30, control unit 250 controls power system 50, DC power source, and power storage device 120. It is determined that power can be interchanged between them (YES determination in step S43). Therefore, the control unit 250 proceeds to step S44 and controls the power conversion operation in the bidirectional inverter 200 by executing the above-described current control.

これに対して、直流バス30の電力受入れ能力が要求入力電力より小さい場合、または直流バス30の電力供給能力が要求出力電力より小さい場合には、制御部250は、電力系統50、直流電力源および蓄電装置120の間での電力の融通が不可能と判定する(ステップS43のNO判定)。この場合、制御部250は、ステップS45により、直流システムの利用者に対して、電力の融通が不可能である旨の警告を出力する。なお、警告は、表示を用いてもよいし、音声により行なってもよい。   On the other hand, when the power receiving capability of the DC bus 30 is smaller than the required input power, or when the power supply capability of the DC bus 30 is smaller than the required output power, the control unit 250 includes the power system 50, the DC power source. Then, it is determined that power cannot be interchanged between power storage devices 120 (NO determination in step S43). In this case, in step S45, the control unit 250 outputs a warning to the user of the DC system that power cannot be accommodated. The warning may be displayed or may be performed by voice.

なお、図10では、電力の融通が不可能である旨の警告を出力する構成について説明したが、外部の直流電力源の直流バス30に対する入出力電力に制限をかけることで、電力の融通を可能とするようにしてもよい。   In addition, although the structure which outputs the warning to the effect that the interchange of electric power is impossible was demonstrated in FIG. 10, the interchange of electric power is carried out by restrict | limiting the input-output power with respect to the DC bus 30 of an external DC power source. You may make it possible.

図11は、本実施の形態3による蓄電装置における電力の融通の可否の判定動作の変更例を説明するフローチャートである。図11に示すフローチャートは、図10に示すフローチャートにおいて、ステップS45に代えて、ステップS46を設けたものである。   FIG. 11 is a flowchart for explaining a modification example of the operation for determining whether or not to allow power interchange in the power storage device according to the third embodiment. The flowchart shown in FIG. 11 is different from the flowchart shown in FIG. 10 in that step S46 is provided instead of step S45.

図11を参照して、制御部250は、図10と同様のステップS41〜43により、外部の直流電力源の電力情報に基づいて、電力系統50、直流電力源および蓄電装置120の間での電力の融通が可能か否かを判定する。そして、電力の融通が可能と判定された場合には、制御部250は、ステップS44により、双方向インバータ200における電力変換動作を制御する。   Referring to FIG. 11, control unit 250 performs steps S <b> 41 to S <b> 43 similar to FIG. 10, based on the power information of the external DC power source, between power system 50, DC power source, and power storage device 120. It is determined whether or not power can be accommodated. If it is determined that power can be interchanged, the control unit 250 controls the power conversion operation in the bidirectional inverter 200 in step S44.

一方、電力の融通が不可能と判定された場合には、制御部250は、ステップS46により、外部の直流電力源の直流バス30への入出力電力を制限する。具体的には、直流バス30への要求入力電力が直流バス30の電力受入れ能力を超える場合には、制御部250は、太陽光発電システム60の定格発電電力から、電力受入れ能力に対する要求入力電力の超過分を差し引いた電力を、太陽光発電システム60の発電許容電力とする。あるいは、蓄電システム70の定格放電電力から上記の超過分を差し引いた電力を、蓄電システム70の放電許容電力とする。もしくは、太陽光発電システム60の発電電力および蓄電システム70の放電電力の両方を減少させるようにしてもよい。   On the other hand, when it is determined that power interchange is impossible, the control unit 250 limits input / output power to the DC bus 30 of the external DC power source in step S46. Specifically, when the required input power to the DC bus 30 exceeds the power receiving capability of the DC bus 30, the control unit 250 determines the required input power for the power receiving capability from the rated generated power of the solar power generation system 60. The power obtained by subtracting the excess amount is set as the power generation allowable power of the solar power generation system 60. Alternatively, the power obtained by subtracting the excess from the rated discharge power of the power storage system 70 is set as the discharge allowable power of the power storage system 70. Alternatively, both the generated power of the solar power generation system 60 and the discharge power of the power storage system 70 may be reduced.

一方、直流バス30の要求出力電力が直流バス30の電力供給能力を超える場合には、制御部250は、蓄電システム70の定格充電電力から、電力供給能力に対する要求出力電力の超過分を差し引いた電力を、蓄電システム70の充電許容電力とする。   On the other hand, when the required output power of the DC bus 30 exceeds the power supply capability of the DC bus 30, the control unit 250 subtracts the excess of the required output power with respect to the power supply capability from the rated charging power of the power storage system 70. Let the electric power be the chargeable electric power of the power storage system 70.

このように、実施の形態3による蓄電装置によれば、蓄電装置の起動時に外部の直流電力源の電力情報を取得できるため、電力系統、直流電力源および蓄電装置の間での電力の融通の可否を判定することができる。これにより、直流システムの利用者に対して、電力の融通の可否を事前に報知することができる。あるいは、電力の融通が不可能と判定されたときには、外部の直流電力源の入出力電力に制限をかけることにより、電力の融通を実現させることができる。   As described above, according to the power storage device according to the third embodiment, the power information of the external DC power source can be acquired when the power storage device is started, so that power interchange between the power system, the DC power source, and the power storage device is possible. Whether it is possible or not can be determined. Thereby, it is possible to notify the user of the direct current system in advance whether or not the power can be accommodated. Alternatively, when it is determined that power interchange is impossible, power interchange can be realized by limiting the input / output power of the external DC power source.

[実施の形態4]
図12は、この発明の実施の形態4による蓄電装置が適用される直流システムの全体の構成を概略的に示す図である。
[Embodiment 4]
FIG. 12 is a diagram schematically showing an overall configuration of a direct current system to which the power storage device according to the fourth embodiment of the present invention is applied.

図12を参照して、本実施の形態4による蓄電装置130は、図9に示す蓄電装置120において、外部蓄電池25を直流バス30に電気的に接続させるための接続端子44と、外部蓄電池25と直流バス30との間で授受される直流電力を伝達するための直流バス34と、蓄電池20の充放電電流Ibと外部蓄電池25の充放電電流Ibextとの合計値Ib♯を検出するための電流センサ18とをさらに設けたものである。なお、外部蓄電池25を直流バス30に直結させるための構成は、図7と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。また、電流センサ18の構成についても、図7と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。   Referring to FIG. 12, power storage device 130 according to the fourth embodiment includes a connection terminal 44 for electrically connecting external storage battery 25 to DC bus 30 and external storage battery 25 in power storage device 120 shown in FIG. 9. DC bus 34 for transmitting DC power transmitted / received to / from DC bus 30, and a total value Ib # for detecting charging / discharging current Ib of storage battery 20 and charging / discharging current Ibext of external storage battery 25. A current sensor 18 is further provided. Since the configuration for directly connecting external storage battery 25 to DC bus 30 is the same as that in FIG. 7, detailed description thereof will not be repeated. The configuration of current sensor 18 is also the same as that in FIG. 7, and thus detailed description will not be repeated.

本実施の形態4による蓄電装置130において、情報取得部80は、外部の直流電力源(太陽光発電システム60および蓄電システム70)が直流バス30に対して入出力する電力に関する情報を取得するとともに、外部蓄電池25の充放電電力に関する情報を取得可能に構成される。この充放電電力に関する情報には、外部蓄電池25の定格充放電電力が含まれる。   In the power storage device 130 according to the fourth embodiment, the information acquisition unit 80 acquires information related to power input / output from / to the DC bus 30 by the external DC power source (solar power generation system 60 and power storage system 70). In addition, it is configured to be able to acquire information on charge / discharge power of the external storage battery 25. The information related to the charge / discharge power includes the rated charge / discharge power of the external storage battery 25.

双方向DC/AC変換器10において、制御部250は、情報取得部80からの電力情報に基づいて、直流バス30の電力受入れ能力および電力供給能力を算出する。直流バス30の電力受入れ能力は、双方向DC/AC変換器10の定格入力電力および蓄電池20の定格充電電力の合計値に、外部蓄電池25の定格充電電力を加算することにより算出される。同様に、直流バス30の電力供給能力は、双方向DC/AC変換器10の定格出力電力および蓄電池20の定格放電電力の合計値に、外部蓄電池25の定格放電電力を加算することにより算出される。   In bidirectional DC / AC converter 10, control unit 250 calculates the power reception capability and power supply capability of DC bus 30 based on the power information from information acquisition unit 80. The power receiving capacity of the DC bus 30 is calculated by adding the rated charging power of the external storage battery 25 to the total value of the rated input power of the bidirectional DC / AC converter 10 and the rated charging power of the storage battery 20. Similarly, the power supply capability of the DC bus 30 is calculated by adding the rated discharge power of the external storage battery 25 to the total value of the rated output power of the bidirectional DC / AC converter 10 and the rated discharge power of the storage battery 20. The

制御部250は、直流バス30に対する要求入力電力および要求出力電力をさらに算出すると、これらの算出した結果に基づいて、上述した方法によって、電力系統50、直流電力源および蓄電装置130の間での電力の融通が可能か否かを判定する。   When controller 250 further calculates the required input power and the required output power for DC bus 30, based on these calculated results, the above-described method is used to connect power system 50, DC power source, and power storage device 130. It is determined whether or not power can be accommodated.

本実施の形態4では、外部蓄電池25が直流バス30に直結されたことによって、直流バス30の電力受入れ能力および電力供給能力がそれぞれ増加する。したがって、制御部250は、この増加した電力受入れ能力および電力供給能力の少なくとも一方が要求される電力を下回る場合、電力系統50、直流電力源および蓄電装置120の間の電力の融通が不可能であると判定する。   In the fourth embodiment, the external storage battery 25 is directly connected to the DC bus 30, thereby increasing the power receiving capability and the power supply capability of the DC bus 30. Therefore, when at least one of the increased power acceptance capability and power supply capability is less than the required power, control unit 250 cannot exchange power among power system 50, DC power source, and power storage device 120. Judge that there is.

図13は、本実施の形態4による蓄電装置における電力の融通の可否の判定動作を説明するフローチャートである。図13に示すフローチャートは、図10に示すフローチャートにおいて、ステップS47をさらに設けたものである。   FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation for determining whether or not power can be interchanged in the power storage device according to the fourth embodiment. The flowchart shown in FIG. 13 further includes step S47 in the flowchart shown in FIG.

図13を参照して、制御部250は、図10と同様のステップS42により外部の直流電力源の電力情報を取得するとともに、ステップS47により外部蓄電池25の充放電電力に関する情報を取得する。そして、制御部250は、図10と同様のステップS43により、外部の直流電力源の電力情報および外部蓄電池25の充放電電力の情報に基づいて、電力系統50、直流電力源および蓄電装置120の間での電力の融通が可能か否かを判定する。そして、電力の融通が可能と判定された場合には、制御部250は、ステップS44により、双方向インバータ200における電力変換動作を制御する。   Referring to FIG. 13, control unit 250 acquires power information of an external DC power source in step S42 similar to that in FIG. 10, and acquires information related to charge / discharge power of external storage battery 25 in step S47. Then, in step S43 similar to FIG. 10, the control unit 250 determines the power system 50, the DC power source, and the power storage device 120 based on the power information of the external DC power source and the charge / discharge power information of the external storage battery 25. It is determined whether power can be interchanged between the two. If it is determined that power can be interchanged, the control unit 250 controls the power conversion operation in the bidirectional inverter 200 in step S44.

一方、電力の融通が不可能と判定された場合には、制御部250は、図10と同様のステップS45により、その旨を示す警告を直流システムの利用者に対して出力する。   On the other hand, when it is determined that power interchange is impossible, the control unit 250 outputs a warning to that effect to the user of the DC system in step S45 similar to FIG.

なお、このステップS45の警告に代えて、図11のステップS46により、外部の直流電力源の直流バス30への入出力電力を制限することにより、電力の融通を実現させるようにしてもよい。   Instead of the warning in step S45, power interchange may be realized by limiting input / output power to / from the DC bus 30 of the external DC power source in step S46 of FIG.

(直流システムの構成例)
上述の実施の形態1〜4では、直流システムの一例として、蓄電装置100〜130に、太陽光発電システム60、蓄電システム70および電力系統50が接続される構成について説明した。しかしながら、本発明の適用はこのような直流システムに限定されるものではない。具体的には、電力系統および直流電力源の間に蓄電装置が接続されていれば、本発明を適用することが可能である。したがって、例えば直流電力源として、太陽光発電システム60および蓄電システム70を例示したが、風力発電装置および燃料電池などを用いてもよい。また、直流電力源とともに直流負荷を蓄電装置に接続させるようにしてもよい。
(DC system configuration example)
In the above-described first to fourth embodiments, the configuration in which the photovoltaic power generation system 60, the power storage system 70, and the power system 50 are connected to the power storage devices 100 to 130 as an example of the DC system has been described. However, the application of the present invention is not limited to such a DC system. Specifically, the present invention can be applied if a power storage device is connected between the power system and the DC power source. Therefore, for example, the solar power generation system 60 and the power storage system 70 are illustrated as the DC power source, but a wind power generation device, a fuel cell, and the like may be used. Further, a DC load may be connected to the power storage device together with the DC power source.

また、上述の実施の形態1〜4では、電力変換部として、直流バス30および電力系統5の間で双方向に電力変換を行なう双方向DC/AC変換器10について説明したが、直流バス30から受ける直流電力を交流電力に変換して電力系統50へ供給するためのDC/AC変換器と、電力系統50から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス30へ供給するためのAC/DC変換器とを備える構成としてもよい。   In the first to fourth embodiments described above, the bidirectional DC / AC converter 10 that performs bidirectional power conversion between the DC bus 30 and the power system 5 has been described as the power converter. DC / AC converter for converting the DC power received from AC to AC power and supplying it to the power system 50, and AC / AC for converting AC power received from the power system 50 to DC power and supplying it to the DC bus 30 It is good also as a structure provided with a DC converter.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

10 双方向DC/AC変換器、15,18,230 電流センサ、16,240 電圧センサ、17 温度センサ、20 蓄電池、22 監視ユニット、25 外部蓄電池、30,34 直流バス、40,42,44 接続端子、50 電力系統、60 太陽光発電システム、62 太陽電池、64 DC/DC変換器、70 蓄電システム、72 DC/DC変換器、74 蓄電池、100,110,120,130 蓄電装置、200 双方向インバータ、210,220 連系リアクトル、250 制御部。   10 Bidirectional DC / AC converter, 15, 18, 230 Current sensor, 16, 240 Voltage sensor, 17 Temperature sensor, 20 Storage battery, 22 Monitoring unit, 25 External storage battery, 30, 34 DC bus, 40, 42, 44 Connection Terminal, 50 Power system, 60 Solar power generation system, 62 Solar battery, 64 DC / DC converter, 70 Power storage system, 72 DC / DC converter, 74 Storage battery, 100, 110, 120, 130 Power storage device, 200 Bidirectional Inverter, 210, 220 interconnected reactor, 250 control unit.

Claims (8)

電力系統および直流電力源との間で電力の授受を行なう蓄電装置であって、
直流電力を伝達するための第1の直流バスと、
前記直流電力源を前記第1の直流バスに電気的に接続させるための第1の接続部と、
前記第1の直流バスおよび前記電力系統の間で双方向に電力変換する電力変換部と、
電源電圧を前記第1の直流バスに出力する蓄電部と、
前記第1の直流バスに接続される第2の直流バスと、
前記蓄電装置の外部に設けられる外部蓄電部を前記第2の直流バスに電気的に接続させるための第2の接続部とを備える、蓄電装置。
A power storage device that transfers power between a power system and a DC power source,
A first DC bus for transmitting DC power;
A first connection for electrically connecting the DC power source to the first DC bus;
A power converter that performs bidirectional power conversion between the first DC bus and the power system;
A power storage unit that outputs a power supply voltage to the first DC bus;
A second DC bus connected to the first DC bus;
A power storage device comprising: a second connection portion for electrically connecting an external power storage portion provided outside the power storage device to the second DC bus .
前記電力変換部を流れる自経路電流を検出する自経路電流検出部と、
前記自経路電流が制御目標値となるように前記電力変換部における電力変換を制御するための自経路電流制御手段と、
前記蓄電部の充放電電流を検出する充放電電流検出部と、
前記自経路電流制御手段の実行中に前記充放電電流の検出値が所定の電流範囲に収まるように、前記制御目標値を調整するための第1の調整手段とをさらに備え、
前記充放電電流検出部は、前記蓄電部および前記外部蓄電部の充放電電流の合計値を検出するように構成され、
前記第1の調整手段は、前記外部蓄電部の電流範囲に応じて前記所定の電流範囲を変更する、請求項1に記載の蓄電装置。
A self-path current detection unit for detecting a self-path current flowing through the power conversion unit;
A self-path current control means for controlling power conversion in the power converter so that the self-path current becomes a control target value;
A charge / discharge current detection unit for detecting a charge / discharge current of the power storage unit;
First adjustment means for adjusting the control target value so that the detected value of the charge / discharge current falls within a predetermined current range during execution of the self-path current control means,
The charge / discharge current detection unit is configured to detect a total value of charge / discharge currents of the power storage unit and the external power storage unit,
The power storage device according to claim 1, wherein the first adjustment unit changes the predetermined current range according to a current range of the external power storage unit.
前記蓄電部の充放電電流を検出する充放電電流検出部と、
前記充放電電流が制御目標値となるように、前記電力変換部における電力変換を制御するための充放電電流制御手段とをさらに備え、
前記充放電電流検出部は、前記蓄電部および前記外部蓄電部の充放電電流の合計値を検出するように構成される、請求項1に記載の蓄電装置。
A charge / discharge current detection unit for detecting a charge / discharge current of the power storage unit;
Charging / discharging current control means for controlling power conversion in the power converter so that the charging / discharging current becomes a control target value;
The power storage device according to claim 1, wherein the charge / discharge current detection unit is configured to detect a total value of charge / discharge currents of the power storage unit and the external power storage unit.
前記電力変換部を流れる自経路電流を検出する自経路電流検出部と、
前記充放電電流制御手段の実行中に前記自経路電流の検出値が所定の電流範囲に収まるように、前記制御目標値を調整するための第2の調整手段とをさらに備える、請求項に記載の蓄電装置。
A self-path current detection unit for detecting a self-path current flowing through the power conversion unit;
So that the detected value of the own path current during execution of the charge and discharge current control means within a predetermined current range, further comprising a second adjustment means for adjusting the control target value, to claim 3 The power storage device described.
記直流電力源および前記外部蓄電部が前記第1の直流バスに対して入出力する電力に関する情報を取得するための情報取得部をさらに備える、請求項1に記載の蓄電装置。 Before Symbol DC power source and the external storage unit further comprises an information acquisition unit for acquiring information related to the power of input to and output from the first DC bus, the power storage device according to claim 1. 前記電力に関する情報に基づいて、前記電力系統、前記直流電力源および前記蓄電装置の間で電力の融通が可能か否かを判定するための判定手段と、
前記判定手段により電力の融通が不可能と判定されたときに、その判定結果を報知するための報知手段とをさらに備える、請求項に記載の蓄電装置。
Determination means for determining whether or not power interchange is possible between the power system, the DC power source and the power storage device based on the information on the power;
The power storage device according to claim 5 , further comprising notification means for notifying the determination result when the determination means determines that power accommodation is impossible.
前記電力に関する情報に基づいて、前記電力系統、前記直流電力源および前記蓄電装置の間で電力の融通が可能か否かを判定するための判定手段と、
前記判定手段により電力の融通が不可能と判定されたときに、前記直流電力源が前記第1の直流バスに対して入出力する電力を制限するための制限手段とをさらに備える、請求項に記載の蓄電装置。
Determination means for determining whether or not power interchange is possible between the power system, the DC power source and the power storage device based on the information on the power;
6. The apparatus according to claim 5 , further comprising: a limiting unit configured to limit power input / output to / from the first DC bus by the DC power source when it is determined by the determining unit that power exchange is impossible. The power storage device described in 1.
直流電力源と、
電力系統および前記直流電力源との間で電力の授受を行なう蓄電装置とを備え、
前記蓄電装置は、
直流電力を伝達するための第1の直流バスと、
前記直流電力源を前記第1の直流バスに電気的に接続させるための第1の接続部と、
前記第1の直流バスおよび前記電力系統の間で双方向に電力変換する電力変換部と、
電源電圧を前記第1の直流バスに出力する蓄電部と、
前記第1の直流バスに接続される第2の直流バスと、
前記蓄電装置の外部に設けられる外部蓄電部を前記第2の直流バスに電気的に接続させるための第2の接続部とを含む、直流システム。
A DC power source;
A power storage device for transferring power between a power system and the DC power source,
The power storage device
A first DC bus for transmitting DC power;
A first connection for electrically connecting the DC power source to the first DC bus;
A power converter that performs bidirectional power conversion between the first DC bus and the power system;
A power storage unit that outputs a power supply voltage to the first DC bus;
A second DC bus connected to the first DC bus;
A DC system including a second connection unit for electrically connecting an external power storage unit provided outside the power storage device to the second DC bus .
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