JP6080632B2

JP6080632B2 - 電力供給システム

Info

Publication number: JP6080632B2
Application number: JP2013056632A
Authority: JP
Inventors: 拓己椎山; 康一津野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2033-03-19
Also published as: JP2014183654A

Description

この発明は電力供給システムに関し、より具体的には電気自動車などの移動体に設置される蓄電池と定置型蓄電池を備えた電力供給システムに関する。

従来より、建物内に配線されて電気負荷に交流電力を給電する交流電力線と、交流電力と直流電力とを相互に変換可能な双方向パワーコンディショナ（双方向ＰＣＳ。以下、単に「ＰＣＳ」という）と、ＰＣＳを介して交流電力線に接続される定置型蓄電池と、ＰＣＳを介して交流電力線に接続可能な車両に搭載される蓄電池とからなる電力供給システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１記載の技術では定置型蓄電池の電力変換（充放電）制御に使用されるＰＣＳが車両の搭載される蓄電池の電力変換制御にも利用される。即ち、特許文献１記載の技術では１台のＰＣＳで車両に搭載される蓄電池と定置型蓄電池の両方の電力変換制御が行われており、車両の搭載される蓄電池専用のＰＣＳは存在しない。

特開２０１２−１７０２５８号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術では例えば余剰エネルギを有効活用する目的で容量の小さいＰＣＳを用いて小電力領域の電力変換効率を向上させようとすると、電気自動車などと連携した大電力の電力供給システムを実現することができない。また、小さな容量のＰＣＳでは電気自動車の充電時間が長くなるなどの不都合もある。

一方、図４に示すように大電力に合わせてＰＣＳの容量を大きくすると小電力領域での電力変換効率が低下する。このように、小電力から大電力までを１台のＰＣＳで高効率にカバーするのは技術的に困難である。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、複数のＰＣＳを組み合わせて小電力から大電力まで高効率に電力変換が可能な電力供給システムを提供することにある。

上記した課題を解決するために請求項１にあっては、移動体に設置されると共に、交流電源から電気負荷に至る交流電力の給電路に接続可能な第１蓄電池を備える第１蓄電ユニットと、非移動体に設置されると共に、前記給電路に接続可能な第２蓄電池を備える第２蓄電ユニットとを備えた電力供給システムにおいて、前記給電路に前記交流電源と前記第１蓄電ユニットの間で接続され、前記交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記第１蓄電ユニットに供給可能であると共に、前記第１蓄電ユニットから供給される直流電力を交流電力に変換して前記電気負荷に供給可能な第１電力調整ユニットと、前記給電路に前記交流電源と前記第２蓄電ユニットの間で接続され、前記交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記第２蓄電ユニットに供給可能であると共に、前記第２蓄電ユニットから供給される直流電力を交流電力に変換して前記電気負荷に供給可能な第２電力調整ユニットと、前記電気負荷で消費される消費電力と前記交流電源からの交流電力に基づいて前記第１電力調整ユニットと前記第２電力調整ユニットの少なくともいずれかを選択する電力調整ユニット選択手段と、前記電力調整ユニット選択手段によって前記第１電力調整ユニットが選択されたときは前記第１蓄電池を介して充電／放電を行うように前記第１電力調整ユニットの動作を制御する一方、前記第２電力調整ユニットが選択されたときは前記第２蓄電池を介して充電／放電を行うように前記第２電力調整ユニットの動作を制御する電力調整ユニット制御手段とを備え、前記電力調整ユニット選択手段は、前記消費電力と前記交流電源からの交流電力に基づいて不足電力または余剰電力を算出する電力算出手段と、前記算出された不足電力または余剰電力の電力変動率を算出する電力変動率算出手段とを備えると共に、前記算出された電力変動率に基づいて前記第１電力調整ユニットと前記第２電力調整ユニットの少なくともいずれかを選択する如く構成した。

請求項２に係る電力供給システムにあっては、前記第１電力調整ユニットは、前記第２電力調整ユニットよりも大きな電力を変換可能に構成した。

請求項３に係る電力供給システムにあっては、前記電力調整ユニット選択手段は、前記算出された電力変動率が所定値以上のとき、前記第２電力調整ユニットを選択する如く構成した。

請求項４に係る電力供給システムにあっては、前記電力調整ユニット選択手段は、前記算出された不足電力または余剰電力が規定値以上か否か判断する電力判断手段を備えると共に、前記算出された電力変動率が所定値未満の場合、前記不足電力または余剰電力が規定値以上のときは前記第１電力調整ユニットを選択する一方、前記不足電力または余剰電力が規定値未満のときは前記第２電力調整ユニットを選択する如く構成した。

請求項５に係る電力供給システムにあっては、前記電力変動率は、前記不足電力または余剰電力の変動幅と変動周期とから算出される如く構成した。

請求項１にあっては、移動体に設置されて交流電源から電気負荷に至る交流電力の給電路に接続可能な第１蓄電池を備える第１蓄電ユニットと、非移動体に設置されて給電路に接続可能な第２蓄電池を備える第２蓄電ユニットとを備えた電力供給システムにおいて、給電路に交流電源と第１蓄電ユニットの間で接続され、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して第１蓄電ユニットに供給可能であると共に、第１蓄電ユニットから供給される直流電力を交流電力に変換して電気負荷に供給可能な第１電力調整ユニットと、給電路に交流電源と第２蓄電ユニットの間で接続され、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して第２蓄電ユニットに供給可能であると共に、第２蓄電ユニットから供給される直流電力を交流電力に変換して電気負荷に供給可能な第２電力調整ユニットと、電気負荷で消費される消費電力と交流電源からの交流電力に基づいて第１電力調整ユニットと第２電力調整ユニットの少なくともいずれかを選択する電力調整ユニット選択手段と、電力調整ユニット選択手段によって第１電力調整ユニットが選択されたときは第１蓄電池を介して充電／放電を行うように第１電力調整ユニットの動作を制御する一方、第２電力調整ユニットが選択されたときは第２蓄電池を介して充電／放電を行うように第２電力調整ユニットの動作を制御する電力調整ユニット制御手段とを備える如く構成したので、複数のＰＣＳ、即ち、第１、第２電力調整ユニットを組み合わせて小電力から大電力まで高効率に電力変換することが可能となる。また、電力調整ユニット選択手段は、消費電力と交流電源からの交流電力に基づいて不足電力または余剰電力を算出する電力算出手段と、算出された不足電力または余剰電力の電力変動率を算出する電力変動率算出手段とを備えると共に、算出された電力変動率に基づいて第１電力調整ユニットと第２電力調整ユニットの少なくともいずれかを選択する如く構成したので、上記した効果に加え、小電力から大電力までより一層高効率に電力変換することが可能となる。

請求項２に係る電力供給システムにあっては、第１電力調整ユニットは、第２電力調整ユニットよりも大きな電力を変換可能に構成したので、上記した効果に加え、小電力から大電力まで一層高効率に電力変換することが可能となる。

請求項３に係る電力供給システムにあっては、電力調整ユニット選択手段は、算出された電力変動率が所定値以上のとき、第２電力調整ユニットを選択する如く構成したので、上記した効果に加え、一層高効率に小電力の電力変換が可能となる。

請求項４に係る電力供給システムにあっては、電力調整ユニット選択手段は、算出された不足電力または余剰電力が規定値以上か否か判断する電力判断手段を備えると共に、算出された電力変動率が所定値未満の場合、不足電力または余剰電力が規定値以上のときは第１電力調整ユニットを選択する一方、不足電力または余剰電力が規定値未満のときは第２電力調整ユニットを選択する如く構成したので、上記した効果に加え、小電力から大電力までより一層高効率に電力変換することが可能となる。

請求項５に係る電力供給システムにあっては、電力変動率は、不足電力または余剰電力の変動幅と変動周期とから算出される如く構成したので、上記した効果に加え、第１、第２電力調整ユニットのうち、より適切な電力調整ユニットを選択することができる。

この発明の実施例に係る電力供給システムのブロック図である。図１に示すホームエネルギマネジメントシステムの動作を示すフロー・チャートである。図２フロー・チャートの処理の一部を説明するグラフである。双方向パワーコンディショナの電力変換効率を示すものであり、従来技術を説明するためのグラフである。

以下、添付図面に即してこの発明に係る電力供給システムを実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係る電力供給システムのブロック図である。

図１において符号１０は電力供給システムを示す。電力供給システム１０は電気自動車（プラグインハイブリッド車を含む）、電動バイク、電動車椅子等の移動体１２ｂに設置され、商用電源（商用電力系統）２２や交流電源（コージェネレーションユニット２４、太陽光発電ユニット２６）から電気負荷（例えば家庭内の照明器具など）２８に至る交流電力の給電路３０に接続可能な第１蓄電池１２ａを備える第１蓄電ユニット１２と、非移動体に設置され、給電路３０に接続可能な第２蓄電池（住宅やオフィス向けのいわゆる定置型蓄電池）１４ａを備える第２蓄電ユニット１４とを備える。

商用電源２２は単相３線からＡＣ１００／２００Ｖで５０Ｈｚ（または６０Ｈｚ）の交流電力を出力する。コージェネレーションユニット２４は内燃機関（エンジン）で駆動される発電機で発電した電力を電気負荷に供給する発電ユニットおよび内燃機関の排熱を利用して生成された温水を熱負荷（例えば台所や風呂の給湯設備、暖房など）に供給する給湯ユニット等を備える。また、太陽光発電ユニット２６は太陽光を利用して発電する太陽光発電機および太陽光発電機により発電された直流電力を統合して出力する接続箱等を備える。

電力供給システム１０は交流電源２４，２６と第１蓄電ユニット１２の間の給電路３０に接続され、交流電源２４，２６から供給される交流電力を直流電力に変換して第１蓄電ユニット１２に供給可能であると共に、第１蓄電ユニット１２から供給される直流電力を交流電力に変換して電気負荷２８に供給可能な第１パワーコンディショナ（第１電力調整ユニット。以下「第１ＰＣＳ」という）１６と、交流電源２４，２６と第２蓄電ユニット１４の間の給電路３０に接続され、交流電源２４，２６から供給される交流電力を直流電力に変換して第２蓄電ユニット１４に供給可能であると共に、第２蓄電ユニット１４から供給される直流電力を交流電力に変換して電気負荷２８に供給可能な第２パワーコンディショナ（第２電力調整ユニット。以下「第２ＰＣＳ」という）１８と、電気負荷２８で消費される消費電力、交流電源２４，２６や第１、第２蓄電池１２ａ，１４ａの発電量等を管理するホームエネルギマネジメントシステム（以下「ＨＥＭＳ」という）２０とを備える。

第１ＰＣＳ１６は蓄電池１２ａによって放電された直流電力を所定の電圧まで昇圧させる一方、充電が行われる場合には蓄電池１２ａ側に直流電力を供給する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａを介して第１蓄電池１２ａから供給された直流電力を交流電力に変換する一方、充電が行われる場合には蓄電池１２ａ側に直流電力を供給する双方向インバータ（双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ）１６ｂと、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａや双方向インバータ１６ｂの動作を制御する制御器１６ｃとを備える。

第２ＰＣＳ１８は蓄電池１４ａによって放電された直流電力を所定の電圧まで昇圧させる一方、充電が行われる場合には蓄電池１４ａ側に直流電力を供給する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１８ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８ａを介して蓄電池１４ａから供給された直流電力を交流電力に変換する一方、充電が行われる場合には蓄電池１４ａ側に直流電力を供給する双方向インバータ（双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ）１８ｂと、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１８ａや双方向インバータ１８ｂの動作を制御する制御器１８ｃとを備える。

尚、第１ＰＣＳ１６は第２ＰＣＳ１８よりも大きな電力に対応可能に構成、即ち、第１ＰＣＳ１６は第２ＰＣＳ１８よりも大きな容量で構成される。

ＨＥＭＳ２０は電気負荷２８で消費される消費電力と交流電源２４，２６からの交流電力に基づいて第１ＰＣＳ１６と第２ＰＣＳ１８の少なくともいずれかを選択する電力調整ユニット選択手段２０ａと、電力調整ユニット選択手段２０ａによって第１ＰＣＳ１６が選択されたときは蓄電池１２ａを介して充電／放電を行うように第１ＰＣＳ１６の動作を制御する一方、第２ＰＣＳ１８が選択されたときは蓄電池１４ａを介して充電／放電を行うように第２ＰＣＳ１８の動作を制御する電力調整ユニット制御手段２０ｂとを備える。

電力調整ユニット選択手段２０ａは電気負荷２８で消費される消費電力と交流電源２４，２６からの交流電力に基づいて不足電力または余剰電力を算出する電力算出手段２０ａ１を備える。電力算出手段２０ａ１は電気負荷２８で消費される消費電力と交流電源２４，２６、即ち、コージェネレーションユニット２４や太陽光発電ユニット２６からの発電電力との差分から不足電力または余剰電力を算出する。従って、コージェネレーションユニット２４や太陽光発電ユニット２６からの発電電力が消費電力を上回れば、上回った分の電力が余剰電力となり、コージェネレーションユニット２４や太陽光発電ユニット２６からの発電電力が消費電力を下回れば、下回った分の電力が不足電力となる。

また、電力調整ユニット選択手段２０ａは算出された不足電力または余剰電力の電力変動率を算出する電力変動率算出手段２０ａ２を備え、算出された電力変動率に基づいて第１ＰＣＳ１６と第２ＰＣＳ１８の少なくともいずれかを選択する。

電力変動率は不足電力または余剰電力の時間的な変動幅（振幅）と、変動の周期（変動周期）とからなる。不足電力または余剰電力の時間的な変動幅は不足電力または余剰電力の時間微分値として算出され、変動周期は算出された変動の頻度、換言すると、変動の時間的割合（安定度）として表される。

以上がこの実施例に係る電力供給システム１０の構成であるが、次に電力供給システム１０のＨＥＭＳ２０の動作について説明する。

図２はＨＥＭＳ２０の動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは所定の周期（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。

先ずＳ（ステップ）１０において電気負荷２８で消費される消費電力と交流電源２４，２６からの発電量から不足電力または余剰電力を算出する。換言すると、電気負荷２８、即ち、家庭内電力需要と発電電力との差分から不足電力または余剰電力を算出する。

次いでＳ１２に進み、算出された不足電力または余剰電力の電力変動率を算出する。電力変動率は上記の通り、不足電力または余剰電力の時間的な変動幅（電力の時間微分値）と変動周期を算出することで求められる。

次いでＳ１４に進み、電力変動率が所定値以上か否か判断する。電力変動率が所定値以上とは変動幅が所定の閾値を超え、かつ所定の閾値を超えた変動の変動周期が所定周期以下、換言すると、変動幅が大きく、かつこの大きな変動の変動周期が短いときを意味する。この実施例では変動周期は所定の閾値を超えた変動幅が所定時間中にどの程度の割合（％）で存在したか否かで判断される。具体的には例えば変動幅である不足電力または余剰電力の時間微分値（変動幅）が７．５Ｗ／ｓｅｃ以上、かつ変動幅が所定時間中に７．５Ｗ／ｓｅｃ以上となる割合（変動周期に相当）が６５％以下か否か判断し、この条件が満たされたときに電力変動率が所定値以上と判断する。即ち、変動幅が所定の閾値を超える時間がどの程度あるか、つまり、所定の閾値を超える変動幅が時間的にどの程度継続するかを判断している。

Ｓ１４で肯定されるときはＳ１６に進んで第２ＰＣＳ１８を選択するが、不足電力または余剰電力によっては第２ＰＣＳ１８のみならず第１ＰＣＳ１６も選択されて第１、第２ＰＣＳ１６，１８との混合運転が行われる場合もある。具体的には不足電力または余剰電力が小さく、蓄電池１４ａのみで充放電が可能なときは第２ＰＣＳ１８のみを選択するが、不足電力または余剰電力が大きく、蓄電池１４ａのみでは対応しきれない場合には第１、第２ＰＣＳ１６，１８の両方を選択して第１、第２ＰＣＳ１６，１８の混合運転が行われる。

しかし、Ｓ１６の処理ではあくまで第２ＰＣＳ１８の運転が主であって第１ＰＣＳ１６の運転は補助的なものに過ぎない。即ち、第１、第２ＰＣＳ１６，１８の両方が選択された場合であっても第２ＰＣＳ１８が優先的に運転され、電力が不足する場合には蓄電池１４ａから優先的に供給され、電力が余っている場合には蓄電池１４ａに優先的に充電される。そして、蓄電池１４ａで足りない分の電力は蓄電池１２ａで補充され、また蓄電池１４ａで充電しきれない残りの電力は蓄電地１２ａに充電される。

一方、Ｓ１４で否定、即ち、電力変動率が所定値未満、換言すると、変動幅が所定の閾値を超えていないか、または所定の閾値を超えた変動の変動周期が所定周期を上回るとき（変動幅が小さく、所定の閾値を超えた変動幅の変動周期が長いとき）はＳ１８に進んで不足電力または余剰電力、即ち、充電または放電に必要な電力が規定値未満か否か判断する。

Ｓ１８で肯定されるときはＳ２０に進み、第２ＰＣＳ１８を選択する一方、否定されるときはＳ２２に進み、第１ＰＣＳ１６を選択する。

Ｓ２０では充電または放電に必要な電力が小さい場合であるため、第２ＰＣＳ１８のみが選択されて第２蓄電池１４ａのみで充放電が行われるが、Ｓ２２では充電または放電に必要な電力が大きい場合であるため、Ｓ１６の処理と同様、必要な充電量または放電量によっては第１ＰＣＳ１６のみならず第２ＰＣＳ１８も選択されて第１、第２ＰＣＳ１６，１８との混合運転が行われる場合もあり得る。但し、この場合、あくまで第１ＰＣＳ１６の運転が主であることには変わりはない。

次いでＳ２４に進み、移動体１２ｂと第１ＰＣＳ１６が接続されているか否か、即ち、第１蓄電池１２ａが利用可能か否か判断し、否定されるときはＳ２０に進んで第２ＰＣＳ１８を選択する一方、肯定されるときはＳ２６に進む。

Ｓ２６では使用予定の蓄電池１２ａまたは１４ａの状態（バッテリ残量、エラー状態等）を取得し、Ｓ２８では取得した蓄電池１２ａまたは１４ａの状態に基づいて充電または放電が可能か否か判断する。

Ｓ２８で否定、即ち、充電または放電ができないときはＳ３０に進み、第１、第２ＰＣＳ１６，１８の動作停止を指示する。

一方、Ｓ２８で肯定、即ち、充電または放電が可能なときはＳ３２に進み、不足電力または余剰電力に追従して蓄電池１２ａまたは１４ａの充放電電力をフィードバック制御する。即ち、不足電力または余剰電力に追従するように第１、第２ＰＣＳ１６，１８の動作を制御して第１、第２蓄電池１２ａ，１４ａを介して充電または放電を行う。

図３は上記した処理の一部を説明するグラフである。図３では太陽光発電ユニット２６からの発電電力（実線）と電気負荷２８で消費される消費電力（破線）の時間的変化を例に示している。図示するように、各時間帯ごとに太陽光発電ユニット２６からの発電電力と消費電力との差である不足電力または余剰電力の電力変動率が算出され、算出された電力変動率に基づいて第１ＰＣＳ１６と第２ＰＣＳ１８のいずれか、または第１ＰＣＳ１６と第２ＰＣＳ１８の両方が選択される（換言すると、蓄電池１２ａ，１４ａのうちのいずれの蓄電池で充放電が行われるかが電力変動率に基づいて決定される）。

具体的に説明すると、図３の時刻ｔ１は日の出前の時間帯であるため、太陽光エネルギを得ることができず太陽光発電ユニット２６から発電電力が発生していない。よって、電気負荷２８で消費される消費電力のみが発生している状況であり、消費電力に相当する不足電力が生じている。また、時刻ｔ１では不足電力の電力変動率が所定値未満、即ち、変動幅が小さく、所定の閾値を超える変動の変動周期が長く、さらに電気負荷の必要電力が小さいため（Ｓ１４で否定されＳ１８で肯定）、第２ＰＣＳ１８が選択されて蓄電池１４ａによって放電が行われる（Ｓ２０，Ｓ３２）。

次に時刻ｔ２では太陽光発電ユニット２６から発電電力が発生し、かつ発電電力が電気負荷２８で消費される消費電力を上回っており、余剰電力が発生している。従って、余剰電力はいずれかの蓄電池１２ａ，１４ａに充電される状況にある。

尚、時刻ｔ２では自然エネルギ（太陽光）を利用した発電機特有の特性が表れており、発電電力の変動幅が大きく、変動周期も短い。このため、電力変動率は所定値以上となり（Ｓ１４で肯定）、第２ＰＣＳ１８が選択される（Ｓ１６）。

このように、発電電力の変動幅が大きく、変動周期も短いときに、例えば大容量の第１ＰＣＳ１６を使用してこの大きな変動に追従させて運転と停止を繰り返すことは第１ＰＣＳ１６内の主回路や制御電源へのエネルギ充填および消費が繰り返されることになってエネルギ効率の観点から望ましくない。

一方、小容量の第２ＰＣＳ１８では相対的に主回路や制御電源へのエネルギ充填や消費も低く抑えられるため、上記のように発電電力の変動が大きい場合には第２ＰＣＳ１８の方がエネルギ効率の点で有利である。そこで、時刻ｔ２では第２ＰＣＳ１８を優先的に利用して電力供給システム１０全体の効率の向上を図ることとしている。

次に時刻ｔ３は太陽光エネルギが比較的安定的に得られる日中の時間帯であるため、太陽光発電ユニット２６からの発電量の変動幅は小さく、所定の閾値を超える変動の変動周期も長い（Ｓ１４で否定）。また、発電電力も大きく、余剰電力も大きくなっている（Ｓ１８で否定）。従って、大容量の第１ＰＣＳ１６が選択される（Ｓ２２）。尚、図示の例では余剰電力が大きいため、第２ＰＣＳ１８も選択されて一部が蓄電池１４ａに充電される。但し、第１ＰＣＳ１６が優先的に運転され、余剰電力は蓄電池１２ａに優先的に充電される。そして、蓄電池１２ａで充電しきれない残りの電力が蓄電地１４ａに充電される。

次に時刻ｔ４は夜の時間帯であるため、太陽光エネルギが得られない一方、家庭内の電力需要は高まる時間帯である。このため、電気負荷２８で消費される消費電力、即ち、不足電力が大きくなっている。従って、不足電力はいずれかの蓄電池１２ａ，１４ａから放電される状況にある。

時刻ｔ４では不足電力の変動幅が小さく、所定の閾値を超える変動の変動周期が長い（Ｓ１４で否定）が、不足電力が大きくなっているため（Ｓ１８で否定）、大容量の第１ＰＣＳ１６が選択される（Ｓ２２）。尚、ここでも不足電力が大きいため、第２ＰＣＳ１８も選択されて一部が蓄電池１４ａから放電される。しかし、第１ＰＣＳ１６が優先的に運転され、不足電力は蓄電池１２ａから優先的に放電され、蓄電池１２ａで放電しきれない電力が蓄電地１４ｂから補充される。

以上の如く、この発明の実施例にあっては、移動体（電気自動車、電動バイク、電動車椅子等）１２ｂに設置されると共に、交流電源（コージェネレーションユニット２４、太陽光発電ユニット２６）から電気負荷２８に至る交流電力の給電路３０に接続可能な第１蓄電池１２ａを備える第１蓄電ユニット１２と、非移動体に設置されると共に、前記給電路に接続可能な第２蓄電池（定置型蓄電池）１４ａを備える第２蓄電ユニット１４とを備えた電力供給システム１０において、前記給電路に前記交流電源と前記第１蓄電ユニットの間で接続され、前記交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記第１蓄電ユニットに供給可能であると共に、前記第１蓄電ユニットから供給される直流電力を交流電力に変換して前記電気負荷に供給可能な第１電力調整ユニット（第１ＰＣＳ）１６と、前記給電路に前記交流電源と前記第２蓄電ユニットの間で接続され、前記交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記第２蓄電ユニットに供給可能であると共に、前記第２蓄電ユニットから供給される直流電力を交流電力に変換して前記電気負荷に供給可能な第２電力調整ユニット（第２ＰＣＳ）１８と、前記電気負荷で消費される消費電力と前記交流電源からの交流電力に基づいて前記第１電力調整ユニットと前記第２電力調整ユニットの少なくともいずれかを選択する電力調整ユニット選択手段２０ａ（Ｓ１０〜Ｓ２２）と、前記電力調整ユニット選択手段によって前記第１電力調整ユニットが選択されたときは前記第１蓄電池を介して充電／放電を行うように前記第１電力調整ユニットの動作を制御する一方、前記第２電力調整ユニットが選択されたときは前記第２蓄電池を介して充電／放電を行うように前記第２電力調整ユニットの動作を制御する電力調整ユニット制御手段２０ｂ（Ｓ３２）とを備える如く構成したので、複数のＰＣＳ、即ち、第１、第２ＰＣＳ１６，１８を組み合わせて小電力（例えば家庭内の負荷変動に合わせた小電力の充放電領域）から大電力（電気自動車等の移動体への充放電といった大電力の充放電領域）まで高効率に電力変換することが可能となる。これにより、例えばコージェネレーションユニット２４の余剰電力を小電力の充放電に利用し、太陽光発電ユニット２６の余剰電力を大電力の移動体１２ｂの充放電に利用するなどして電気代を節減でき経済的なメリットが生じる他、余剰電力の活用によるＣＯ２の削減といった環境的なメリットも享受することが可能となる。

また、前記第１電力調整ユニットは、前記第２電力調整ユニットよりも大きな電力を変換可能に構成したので、小電力から大電力まで一層高効率に電力変換することが可能となる。

また、前記電力調整ユニット選択手段は、前記消費電力と前記交流電源からの交流電力に基づいて不足電力または余剰電力を算出する電力算出手段２０ａ１（Ｓ１０）と、前記算出された不足電力または余剰電力の電力変動率を算出する電力変動率算出手段２０ａ２（Ｓ１２）とを備えると共に、前記算出された電力変動率に基づいて前記第１電力調整ユニットと前記第２電力調整ユニットの少なくともいずれかを選択する（Ｓ１４〜Ｓ２２）如く構成したので、小電力から大電力までより一層高効率に電力変換することが可能となる。

また、前記電力調整ユニット選択手段は、前記算出された電力変動率が所定値以上のとき、前記第２電力調整ユニットを選択する（Ｓ１４，Ｓ１６）如く構成したので、一層高効率に小電力の電力変換が可能となる。

また、前記電力調整ユニット選択手段は、前記算出された不足電力または余剰電力が規定値以上か否か判断する電力判断手段２０ａ３（Ｓ１８）を備えると共に、前記算出された電力変動率が所定値未満の場合、前記不足電力または余剰電力が規定値以上のときは前記第１電力調整ユニットを選択する一方、前記不足電力または余剰電力が規定値未満のときは前記第２電力調整ユニットを選択する（Ｓ１４，Ｓ１８〜Ｓ２２）如く構成したので、小電力から大電力までより一層高効率に電力変換することが可能となる。

また、前記電力変動率は、前記不足電力または余剰電力の変動幅と変動周期とから算出される（Ｓ１２）如く構成したので、第１、第２ＰＣＳ１６，１８のうち、より適切なＰＣＳを選択することができる。

尚、実施例では、電力変動率の所定値、即ち、不足電力または余剰電力の変動幅（時間微分値）の大きさや変動周期（時間的割合）を具体的に数値で例示したが、電力変動率の所定値は使用されるＰＣＳの容量等に応じて変わり得るものであるため、必ずしもこれらの数値に限定されるものではない。また、実施例では、変動周期を時間的割合（％）で判断するようにしているが、変動周期が表現できるもの（例えばＨｚ）であれば、必ずしも判断基準は時間的割合に限定されるものではない。

また、実施例では、発電ユニットとしてコージェネレーションユニット２４と太陽光発電ユニット２６を例に説明したが、電力供給システム１０ではこれら以外の発電ユニットを追加して用いても良く、逆に、コージェネレーションユニット２４と太陽光発電ユニット２６のいずれか一方のみを用いても良い。

１０電力供給システム、１２第１蓄電ユニット、１２ａ蓄電池（第１蓄電池）、１２ｂ移動体、１４第２蓄電ユニット、１４ａ蓄電池（第２蓄電池）、１６第１ＰＣＳ（第１電力調整ユニット）、１８第２ＰＣＳ（第２電力調整ユニット）、２０ａ電力調整ユニット選択手段、２０ａ１電力算出手段、２０ａ２電力変動率算出手段、２０ａ３電力判断手段、２０ｂ電力調整ユニット制御手段、２４コージェネレーションユニット（交流電源）、２６太陽光発電ユニット（交流電源）、２８電気負荷、３０給電路

Claims

移動体に設置されると共に、交流電源から電気負荷に至る交流電力の給電路に接続可能な第１蓄電池を備える第１蓄電ユニットと、非移動体に設置されると共に、前記給電路に接続可能な第２蓄電池を備える第２蓄電ユニットとを備えた電力供給システムにおいて、前記給電路に前記交流電源と前記第１蓄電ユニットの間で接続され、前記交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記第１蓄電ユニットに供給可能であると共に、前記第１蓄電ユニットから供給される直流電力を交流電力に変換して前記電気負荷に供給可能な第１電力調整ユニットと、前記給電路に前記交流電源と前記第２蓄電ユニットの間で接続され、前記交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記第２蓄電ユニットに供給可能であると共に、前記第２蓄電ユニットから供給される直流電力を交流電力に変換して前記電気負荷に供給可能な第２電力調整ユニットと、前記電気負荷で消費される消費電力と前記交流電源からの交流電力に基づいて前記第１電力調整ユニットと前記第２電力調整ユニットの少なくともいずれかを選択する電力調整ユニット選択手段と、前記電力調整ユニット選択手段によって前記第１電力調整ユニットが選択されたときは前記第１蓄電池を介して充電／放電を行うように前記第１電力調整ユニットの動作を制御する一方、前記第２電力調整ユニットが選択されたときは前記第２蓄電池を介して充電／放電を行うように前記第２電力調整ユニットの動作を制御する電力調整ユニット制御手段とを備え、
前記電力調整ユニット選択手段は、前記消費電力と前記交流電源からの交流電力に基づいて不足電力または余剰電力を算出する電力算出手段と、前記算出された不足電力または余剰電力の電力変動率を算出する電力変動率算出手段とを備えると共に、前記算出された電力変動率に基づいて前記第１電力調整ユニットと前記第２電力調整ユニットの少なくともいずれかを選択することを特徴とする電力供給システム。
前記第１電力調整ユニットは、前記第２電力調整ユニットよりも大きな電力を変換可能に構成されることを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
前記電力調整ユニット選択手段は、前記算出された電力変動率が所定値以上のとき、前記第２電力調整ユニットを選択することを特徴とする請求項１または２記載の電力供給システム。
前記電力調整ユニット選択手段は、前記算出された不足電力または余剰電力が規定値以上か否か判断する電力判断手段を備えると共に、前記算出された電力変動率が所定値未満の場合、前記不足電力または余剰電力が規定値以上のときは前記第１電力調整ユニットを選択する一方、前記不足電力または余剰電力が規定値未満のときは前記第２電力調整ユニットを選択することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電力供給システム。
前記電力変動率は、前記不足電力または余剰電力の変動幅と変動周期とから算出されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電力供給システム。