JP6207196B2 - DC power supply system - Google Patents

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Description

この発明は、バックアップ用蓄電池を使用して深夜電力や再生可能エネルギーによる電力を有効利用することが可能な直流電源システムに関する。   The present invention relates to a direct current power supply system that can effectively use late-night power or renewable energy by using a backup storage battery.

通信装置などへ電力を供給する電力供給システムにおいては、停電時における負荷のバックアップのための蓄電装置が必須であり、また電力負荷の平準化による省エネルギーの実現も要求される。そこで、停電時のバックアップを行うと同時に、空調などの負荷の平準化を行うことが可能な交流給電と直流給電とを併用した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。）。   In a power supply system that supplies power to a communication device or the like, a power storage device for backup of a load in the event of a power failure is essential, and energy saving is required by leveling the power load. Therefore, a power supply system using both AC power supply and DC power supply capable of leveling a load such as air conditioning at the same time as performing backup in the event of a power failure has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

従来から採用されている交流給電方式は、通信機器などの交流負荷に給電するまでに複数回の電力変換を行う必要があり、電力ロスが多くなるという問題がある。そこで、近年では、負荷を直流で動作する機器とした直流給電システムが導入されている。直流給電システムにおいては、通信機器などの負荷が直流機器から構成されているので、電力会社から供給される交流電力を整流器などの電力変換装置で直流に変換するだけでよく、電力ロスを小に抑えることができる。   The AC power feeding method that has been conventionally used has a problem in that power loss is increased because it is necessary to perform power conversion a plurality of times before power is supplied to an AC load such as a communication device. Therefore, in recent years, a DC power supply system has been introduced in which a load operates as a DC device. In a DC power supply system, loads such as communication equipment are composed of DC equipment, so AC power supplied from an electric power company only needs to be converted to DC with a power converter such as a rectifier, reducing power loss. Can be suppressed.

図２０ないし図２２は、バックアップ用蓄電池の有効利用を図るための直流電源システムの一例を示している。図２０に示すように、この直流電源システムは、スイッチ７の切替え動作により二つの蓄電池３、５を切替えて使用するものであり、電力会社側の商用電源１からの交流電力は整流器などのＤＣ電源２を介して直流電力に変換され、この変換された直流電力は一方のバックアップ用蓄電池３を充電するとともに、ＤＣ負荷４に供給される。また、他方のサイクル使用の蓄電池５は、専用充電器６を介して深夜時間帯に充電され、昼間の時間帯にＤＣ負荷４に向けて電力を供給するようになっている。   20 to 22 show an example of a DC power supply system for effectively using the backup storage battery. As shown in FIG. 20, this DC power supply system uses two storage batteries 3 and 5 by switching operation of the switch 7, and AC power from the commercial power supply 1 on the power company side is a DC such as a rectifier. It is converted into DC power via the power source 2, and the converted DC power charges one backup storage battery 3 and is supplied to the DC load 4. The other storage battery 5 used in the cycle is charged in the late-night time zone via the dedicated charger 6 and supplies power to the DC load 4 in the daytime zone.

図２１の直流電源システムでは、所定の時間帯にＤＣ電源２の出力を強制的に停止させることにより、バックアップ用蓄電池３からＤＣ負荷４に向けて電力を供給し、バックアップ用蓄電池３の有効利用を図るようにしている。図２２の直流電源システムでは、ＤＣ電源２の出力部に切り離しスイッチ８を設け、切り離しスイッチ８によってＤＣ電源２とバックアップ用蓄電池３を電気的に切り離すことにより、バックアップ用蓄電池３からＤＣ負荷４に向けて電力を供給し、バックアップ用蓄電池３の有効利用を図るようにしている。   In the DC power supply system of FIG. 21, power is supplied from the backup storage battery 3 to the DC load 4 by forcibly stopping the output of the DC power supply 2 in a predetermined time period, and the backup storage battery 3 is effectively used. I try to plan. In the DC power supply system of FIG. 22, a disconnection switch 8 is provided at the output portion of the DC power supply 2, and the DC power supply 2 and the backup storage battery 3 are electrically disconnected by the disconnection switch 8. Electric power is supplied to the backup storage battery 3 for effective use.

特許第３６９５６４１号公報Japanese Patent No. 3695641

しかし、上述した図２０ないし図２２の直流電源システムは、つぎの問題を有しており、実用化には多くの課題がある。   However, the above-described DC power supply system of FIGS. 20 to 22 has the following problems, and there are many problems in practical use.

図２０の直流電源システムでは、サイクル使用に相当する蓄電池５の容量が大きくなるという問題がある。すなわち、サイクル使用の蓄電池５の寿命を伸ばす目的で蓄電池５の放電深度を下げようとすると、大きな容量の蓄電池が必要となり、システムのコストが増加する。また、専用充電器６が必要となるのでシステムが煩雑になる。さらに、回路切替え用のスイッチ７を使用しなければならないので、システムの信頼性が低下する。   The DC power supply system of FIG. 20 has a problem that the capacity of the storage battery 5 corresponding to cycle use increases. That is, if the depth of discharge of the storage battery 5 is to be lowered for the purpose of extending the life of the storage battery 5 for cycle use, a storage battery having a large capacity is required, and the cost of the system increases. Further, since the dedicated charger 6 is required, the system becomes complicated. Furthermore, since the switch 7 for circuit switching must be used, the reliability of the system is lowered.

図２１の直流電源システムでは、ＤＣ電源２の出力を停止するので、システム運用時の信頼性が低下するという問題がある。また、バックアップ用の蓄電池３の放電電気量の制御が不正確であり、蓄電池３の突発故障が起きた際に、復旧時に給電電圧の低下などのトラブルが懸念される。   In the DC power supply system of FIG. 21, since the output of the DC power supply 2 is stopped, there is a problem that reliability during system operation is lowered. In addition, the control of the amount of electricity discharged from the backup storage battery 3 is inaccurate, and when a sudden failure of the storage battery 3 occurs, there is a concern about troubles such as a decrease in power supply voltage during recovery.

図２２の直流電源システムでは、直流電力をＤＣ負荷４に供給する電源ラインに切り離しスイッチ８が設けられるので、ＤＣ電源２からの電力供給が停止され、図２１の直流電源システムと同様なトラブルが懸念される。   In the DC power supply system of FIG. 22, the disconnection switch 8 is provided in the power supply line for supplying DC power to the DC load 4, so that the power supply from the DC power supply 2 is stopped and the same trouble as in the DC power supply system of FIG. Concerned.

そこでこの発明は、停電時における直流負荷に対するバックアップの信頼性を高く維持しつつ、バックアップのための蓄電池を有効利用することが可能な直流電源システムを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a DC power supply system that can effectively use a storage battery for backup while maintaining high reliability of backup for a DC load during a power failure.

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、商用電源から電力が供給される直流電源からの直流電力が供給される直流負荷と、前記直流電源からの直流電力によって充電される蓄電池とが並列に接続された直流電源システムであって、前記直流電源の出力電圧には、前記蓄電池の充電および前記直流負荷への給電を行うための第一の電圧値と、前記第一の電圧値よりも低く設定され前記蓄電池の前記直流負荷への放電を可能とする第二の電圧値が有り、前記第二の電圧値は予め設定された所定の時間帯に対して設定され、前記蓄電池の容量は、前記所定の時間帯の放電で使用される容量と停電時における前記直流負荷のバックアップに対応する容量とを合計したものとなっている、ことを特徴とする直流電源システムである。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is directed to a DC load supplied with DC power from a DC power supply supplied with power from a commercial power supply, and a storage battery charged with DC power from the DC power supply. Are connected in parallel, and the output voltage of the DC power supply includes a first voltage value for charging the storage battery and supplying power to the DC load, and the first voltage. There is a second voltage value that is set lower than the value and enables the storage battery to discharge to the DC load, and the second voltage value is set for a predetermined time zone that is set in advance , and the storage battery Is a total of the capacity used for discharging in the predetermined time zone and the capacity corresponding to the backup of the DC load at the time of a power failure .

この発明によれば、直流電源の出力電圧を第一の電圧値から第二の電圧値に低下させることにより、蓄電池の電圧が直流電源の出力電圧よりも高い状態となり、直流負荷には蓄電池の放電による直流電力のみが供給される。蓄電池からの直流負荷への電力供給は、予め設定された所定の時間帯に行われ、所定の時間帯の経過後には、直流電源の出力電圧が第一の電圧値まで復帰し、直流電源による蓄電池の充電と直流負荷への給電が再び開始される。   According to the present invention, the output voltage of the DC power supply is reduced from the first voltage value to the second voltage value, so that the voltage of the storage battery becomes higher than the output voltage of the DC power supply. Only DC power from discharge is supplied. The power supply from the storage battery to the DC load is performed in a predetermined time zone that is set in advance, and after the predetermined time zone elapses, the output voltage of the DC power source returns to the first voltage value and is supplied by the DC power source. Charging the storage battery and feeding power to the DC load is started again.

請求項１に記載の発明は、前記直流電源の前記第二の電圧値は、前記蓄電池の放電特性および所望の放電量に対応する値であることを特徴としている。 The invention according to claim 1, the said second voltage value before Symbol DC power supply is characterized by a value corresponding to the discharge characteristics and the desired discharge amount of the battery.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の直流電源システムにおいて、前記直流電源には、前記直流負荷へ供給される電力を計測する第一の電力監視手段からの信号および前記蓄電池に対して出入りする電力を計測する第二の電力監視手段からの信号に基づき、前記直流電源の出力電圧を調整する制御部が接続されていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the direct-current power supply system according to the first aspect, the direct-current power source includes a signal from a first power monitoring unit that measures power supplied to the direct-current load and the storage battery. On the other hand, a controller for adjusting the output voltage of the DC power supply is connected based on a signal from the second power monitoring means for measuring the power entering and exiting.

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の直流電源システムにおいて、前記第二の電圧値は、前記蓄電池の使用環境温度に対応して調整可能であることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the direct-current power supply system according to the first or second aspect , the second voltage value can be adjusted in accordance with a use environment temperature of the storage battery.

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の直流電源システムにおいて、前記第二の電圧値は、前記蓄電池の劣化度に対応して調整可能であることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the DC power supply system according to any one of the first to third aspects, the second voltage value can be adjusted according to the degree of deterioration of the storage battery. It is a feature.

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の直流電源システムにおいて、前記直流電源と前記蓄電池とを接続する回路には、再生可能エネルギーを利用して発電された直流電力が供給可能であることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the DC power supply system according to any one of the first to fourth aspects, the circuit connecting the DC power supply and the storage battery is generated using renewable energy. It is characterized in that it can supply direct current power.

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の直流電源システムにおいて、前記所定の時間帯は、深夜電力料金が適用される時間帯に至るまであることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the DC power supply system according to any one of the first to fourth aspects, the predetermined time zone is a time zone to which a late-night power charge is applied. It is said.

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の直流電源システムにおいて、前記蓄電池は、リチウムイオン二次電池から構成されていることを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the DC power supply system according to any one of the first to fourth aspects, the storage battery is composed of a lithium ion secondary battery.

請求項１に記載の発明によれば、予め設定された所定の時間帯に蓄電池を充電するための出力電圧よりも出力電圧を低下させることにより、蓄電池から直流負荷への放電が可能となるので、バックアップのための蓄電池を有効利用することができ、電力負荷の平準化を図ることができる。また、バックアップ用の蓄電池とサイクル用の蓄電池の二組の蓄電池を用いることが不要となるので、バックアップ用の蓄電池とサイクル用の蓄電池をそれぞれ用いるシステムに比べて、システム全体の蓄電池の容量を少なくすることが可能となり、直流電源システムのコストを低減することができる。さらに、スイッチによる直流電源と蓄電池との切り離しを必要としないので、直流電源システムの信頼性を高めることができる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to discharge the storage battery to the DC load by lowering the output voltage from the output voltage for charging the storage battery in a predetermined time zone set in advance. Therefore, the storage battery for backup can be used effectively, and the power load can be leveled. In addition, since it is not necessary to use two sets of storage batteries, a backup storage battery and a cycle storage battery, the capacity of the storage battery of the entire system is reduced compared to a system using a backup storage battery and a cycle storage battery. It is possible to reduce the cost of the DC power supply system. Furthermore, since it is not necessary to separate the DC power supply and the storage battery by a switch, the reliability of the DC power supply system can be improved.

請求項１に記載の発明によれば、直流電源の第二の電圧値は、蓄電池の放電特性および所望の放電量に対応する値であるので、蓄電池の過剰の放電を防止することができ、しかも不測の停電発生に際しても直流負荷に対する十分なバックアップが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, since the second voltage value of the DC power supply is a value corresponding to the discharge characteristics of the storage battery and a desired discharge amount, excessive discharge of the storage battery can be prevented, In addition, even when an unexpected power failure occurs, sufficient backup for the DC load is possible.

請求項２に記載の発明によれば、直流負荷へ供給される電力を計測する第一の電力監視手段からの信号および蓄電池に対して出入りする電力を計測する第二の電力監視手段からの信号に基づき、直流電源の出力電圧を調整することが可能となり、蓄電池の充電と直流負荷への電力供給を最適化することができる。 According to invention of Claim 2 , the signal from the 1st electric power monitoring means which measures the electric power supplied to DC load, and the signal from the 2nd electric power monitoring means which measures the electric power in / out with respect to a storage battery Therefore, the output voltage of the DC power supply can be adjusted, and the charging of the storage battery and the power supply to the DC load can be optimized.

請求項３に記載の発明によれば、第二の電圧値は、蓄電池の周囲温度に対応して調整することが可能であるので、使用環境温度によって変化する蓄電池の放電特性を考慮して第一の電圧値と第二の電圧値を調整することができ、蓄電池のバックアップ放電量またはサイクル放電量を確保することができる。 According to the third aspect of the present invention, the second voltage value can be adjusted in accordance with the ambient temperature of the storage battery. Therefore, the second voltage value can be adjusted in consideration of the discharge characteristics of the storage battery that vary depending on the use environment temperature. The first voltage value and the second voltage value can be adjusted, and the backup discharge amount or cycle discharge amount of the storage battery can be secured.

請求項４に記載の発明によれば、第二の電圧値は、蓄電池の劣化度に対応して調整することが可能であるので、劣化が進行した蓄電池の放電特性を考慮して第一の電圧値と第二の電圧値を調整することができ、蓄電池のサイクル放電量を確保することができる。 According to the invention described in claim 4 , since the second voltage value can be adjusted in accordance with the deterioration degree of the storage battery, the first voltage value is considered in consideration of the discharge characteristics of the storage battery in which the deterioration has progressed. The voltage value and the second voltage value can be adjusted, and the cycle discharge amount of the storage battery can be ensured.

請求項５に記載の発明によれば、直流電源と蓄電池とを接続する回路には、再生可能エネルギーを利用して発電された直流電力が供給可能であるので、例えば太陽光による電力や風力などによる電力も利用可能となり、地球環境の改善に寄与することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the circuit connecting the DC power source and the storage battery can be supplied with DC power generated using renewable energy. Electricity from can also be used, which can contribute to the improvement of the global environment.

請求項６に記載の発明によれば、所定の時間帯は、深夜電力料金が適用される時間帯に至るまでとしているので、料金の安価な電力を蓄電池の充電に利用することができ、直流電源システムの運用コストを低減することができる。 According to the invention described in claim 6 , since the predetermined time period reaches the time period to which the late-night power charge is applied, the inexpensive electric power can be used for charging the storage battery, The operating cost of the power supply system can be reduced.

請求項７に記載の発明によれば、蓄電池はリチウムイオン二次電池から構成されているので、蓄電池のエネルギー密度を高めることができ、蓄電池の小型化によって設置スペースが制限される場所での使用が可能となる。 According to the invention described in claim 7 , since the storage battery is composed of a lithium ion secondary battery, the energy density of the storage battery can be increased, and the use in a place where the installation space is limited by downsizing of the storage battery. Is possible.

この発明の実施の形態１に係る直流電源システムの概略構成図であり、図１（ａ）はフロート充電時の状態を示し、図１（ｂ）はＤＣ電源の出力電圧を低下させた時の状態を示し、図１（ｃ）はフロート充電に復帰させた直後の状態を示した図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram of the direct-current power supply system which concerns on Embodiment 1 of this invention, Fig.1 (a) shows the state at the time of float charge, FIG.1 (b) shows when the output voltage of DC power supply is reduced. FIG. 1C shows a state immediately after returning to the float charge. 図１の直流電源システムにおけるＤＣ電源の出力電圧の調整を行うための全体制御ブロック図である。FIG. 2 is an overall control block diagram for adjusting an output voltage of a DC power supply in the DC power supply system of FIG. 1. 図１の直流電源システムにおけるＤＣ電源の出力電圧の制御を行う制御部の機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function of the control part which controls the output voltage of DC power supply in the DC power supply system of FIG. 図１の直流電源システムにおけるＤＣ電源の出力電圧低下の設定と蓄電池の動作状況を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the setting of the output voltage fall of DC power supply in the DC power supply system of FIG. 1, and the operation condition of a storage battery. 図１の直流電源システムにおけるＤＣ電源の出力電圧低下値の選定法を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the selection method of the output voltage fall value of DC power supply in the DC power supply system of FIG. 図１の直流電源システムにおける蓄電池から直流負荷への放電量とＤＣ電源の出力電圧低下値の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the amount of discharge from the storage battery to the DC load and the output voltage drop value of the DC power supply in the DC power supply system of FIG. 図１の直流電源システムにおける蓄電池から直流負荷への放電量とＤＣ電源の出力電圧低下値の関係を数値で示した特性図である。It is the characteristic view which showed the relationship between the amount of discharges from the storage battery to the DC load and the output voltage drop value of the DC power supply in the DC power supply system of FIG. 図１の直流電源システムにおけるＤＣ電源の出力低下時の蓄電池放電とその後の充電状況を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the storage battery discharge at the time of the output fall of the DC power supply in the DC power supply system of FIG. 1, and a subsequent charging condition. この発明におけるＤＣ電源の出力電流等によって蓄電池の充電状況（完全充電、充電不足）を判定しＤＣ電源の出力電圧低下の制御を行うための特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram for determining the charging status (complete charging, insufficient charging) of the storage battery based on the output current of the DC power source in this invention and controlling the output voltage drop of the DC power source. この発明におけるＤＣ電源の出力電圧低下時の蓄電池放電特性から蓄電池の劣化状態を推定する特性図である。It is a characteristic view which estimates the deterioration state of a storage battery from the storage battery discharge characteristic at the time of the output voltage fall of DC power supply in this invention. この発明における蓄電池の劣化状態と放電特性との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the deterioration state of the storage battery in this invention, and a discharge characteristic. この発明における蓄電池の使用環境温度とＤＣ電源の出力電圧との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the use environmental temperature of the storage battery in this invention, and the output voltage of DC power supply. 図１２における蓄電池の使用環境温度とＤＣ電源の出力電圧との関係を数値で示した特性図である。It is the characteristic view which showed the relationship between the use environmental temperature of the storage battery in FIG. 12, and the output voltage of DC power supply numerically. この発明における蓄電池の劣化時におけるサイクル放電量とＤＣ電源における出力電圧との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the cycle discharge amount at the time of deterioration of the storage battery in this invention, and the output voltage in DC power supply. この発明における蓄電池の劣化時におけるバックアップ放電量とＤＣ電源における出力電圧との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the backup discharge amount at the time of deterioration of the storage battery in this invention, and the output voltage in DC power supply. この発明におけるＤＣ電源の出力電圧の設定範囲を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the setting range of the output voltage of DC power supply in this invention. この発明の実施の形態２に係る直流電源システムの概略構成図であり、図１の直流電源システムにおけるＤＣ電源に太陽電池を併設した例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram of the direct-current power supply system which concerns on Embodiment 2 of this invention, and is a schematic block diagram which shows the example which attached the solar cell to DC power supply in the direct-current power supply system of FIG. 図１７の直流電源システムにおける電力供給の手順を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the procedure of the electric power supply in the DC power supply system of FIG. 図１７の直流電源システムにおける電力供給の手順の具体例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the specific example of the procedure of the electric power supply in the DC power supply system of FIG. バックアップ用蓄電池を有効利用することが可能な直流電源システムの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the direct-current power supply system which can use the backup storage battery effectively. バックアップ用蓄電池を有効利用することが可能な直流電源システムの別の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows another example of the direct-current power supply system which can use effectively the backup storage battery. バックアップ用蓄電池を有効利用することが可能な直流電源システムのさらに別の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows another example of the direct-current power supply system which can use effectively the backup storage battery.

つぎに、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１ないし図１６は、この実施の形態１に係る直流電源システム１０を示している。直流電源システム１０は、直流電源（ＤＣ電源）１２と、蓄電池１３と、直流負荷（ＤＣ負荷）１４とを有している。ＤＣ電源１２には、商用電源１１からの交流電力が供給されている。ＤＣ電源１２は、交流電力を直流電力に変換する整流器（ＲＦ）から構成されている。ＤＣ電源１２の出力側には、蓄電池１３とＤＣ負荷１４が並列に接続されている。 (Embodiment 1)
1 to 16 show a DC power supply system 10 according to the first embodiment. The DC power supply system 10 includes a DC power supply (DC power supply) 12, a storage battery 13, and a DC load (DC load) 14. The DC power source 12 is supplied with AC power from the commercial power source 11. The DC power source 12 includes a rectifier (RF) that converts AC power into DC power. A storage battery 13 and a DC load 14 are connected in parallel to the output side of the DC power source 12.

蓄電池１３は、単電池（セル）１３ａとしてのリチウムイオン二次電池を複数直列に接続した組電池から構成されている。この実施の形態１においては、蓄電池１３は、単電池１３ａが直列に１２個接続された電池群が並列に接続された比較的大きな容量の蓄電池から構成されている。これにより、蓄電池１３は、電力平準化のための電力供給および停電時のバックアップの双方に対応可能となっている。蓄電池１３は、各セルの充電バランスを調整するための組電池管理装置（図示略）によって管理されている。   The storage battery 13 is composed of an assembled battery in which a plurality of lithium ion secondary batteries serving as unit cells (cells) 13a are connected in series. In this Embodiment 1, the storage battery 13 is comprised from the storage battery of the comparatively big capacity | capacitance by which the battery group in which 12 unit cells 13a were connected in series was connected in parallel. Thereby, the storage battery 13 is compatible with both power supply for power leveling and backup during power outages. The storage battery 13 is managed by an assembled battery management device (not shown) for adjusting the charge balance of each cell.

蓄電池１３は、停電発生時および後述するＤＣ電源１２による強制的な電圧低下操作を除き、通常はフロート充電（浮動充電）で運用されている。この実施の形態１における直流電源システム１０では、ＤＣ電源１２による蓄電池１３のフロート充電時の出力電圧は、４９．２Ｖに設定されており、ＤＣ負荷１４へ供給可能な負荷電流は、例えば１０〜１００Ａに設定されている。また、蓄電池１３の放電によるＤＣ負荷１４のバックアップ時間は、例えば１０〜３０時間に設定されている。   The storage battery 13 is normally operated by float charge (floating charge) except when a power failure occurs and a forced voltage drop operation by the DC power source 12 described later. In the DC power supply system 10 according to the first embodiment, the output voltage at the time of float charging of the storage battery 13 by the DC power supply 12 is set to 49.2 V, and the load current that can be supplied to the DC load 14 is, for example, 10 to 10. 100A is set. Further, the backup time of the DC load 14 due to the discharge of the storage battery 13 is set to 10 to 30 hours, for example.

ＤＣ負荷１４は、例えば通信機器から構成されている。ＤＣ負荷１４は、例えばＤＣ電源１２または蓄電池１３から供給される直流電力の電圧を所望の電圧に制御するＤＣ−ＤＣコンバータ（図示略）を有している。ＤＣ負荷１４は、図１（ａ）に示すように、蓄電池１３がＤＣ電源１２によってフロート充電されている状態では、同じＤＣ電源１２からの直流電力の供給によって動作している。ＤＣ負荷１４は、ＤＣ電源１２または蓄電池１３から供給される直流電力の電圧変動を考慮した仕様であれば、供給電圧が一定範囲で変動しても正常に動作するので、とくにＤＣ−ＤＣコンバータを必要としない。   The DC load 14 is constituted by a communication device, for example. The DC load 14 includes, for example, a DC-DC converter (not shown) that controls the voltage of DC power supplied from the DC power supply 12 or the storage battery 13 to a desired voltage. As shown in FIG. 1A, the DC load 14 operates by supplying DC power from the same DC power supply 12 in a state where the storage battery 13 is float-charged by the DC power supply 12. If the DC load 14 is a specification that takes into account voltage fluctuations of DC power supplied from the DC power supply 12 or the storage battery 13, it operates normally even if the supply voltage fluctuates within a certain range. do not need.

ＤＣ電源１２は、予め設定された所定の時間帯に限り、「出力電圧の設定値」（以下、単に「出力電圧」と略記）を、蓄電池１３をフロート充電するための出力電圧よりも出力電圧を低下させることにより蓄電池１３からＤＣ負荷１４への放電を可能にし、所定の時間帯の経過後には低下させた出力電圧を蓄電池１３のフロート充電をするための出力電圧に復帰させることにより蓄電池１３の回復充電を行う機能を有している。すなわち、ＤＣ電源１２は、交流電力を直流電力に変換する整流器の機能に加え、蓄電池１３の充電および放電を自動で行うための充放電制御機能を有している。ＤＣ電源１２には、蓄電池１３の充放電制御を行うための制御部１２３が接続されており、蓄電池１３の充放電制御は、制御部１２３に予め入力されたプログラムに基づいて行われるようになっている。   The DC power source 12 outputs an “output voltage setting value” (hereinafter simply abbreviated as “output voltage”), rather than an output voltage for float charging the storage battery 13 only in a predetermined time zone set in advance. The storage battery 13 can be discharged from the storage battery 13 to the DC load 14, and after the elapse of a predetermined time period, the reduced output voltage is restored to the output voltage for float charging the storage battery 13. It has a function to perform recovery charging. That is, the DC power source 12 has a charge / discharge control function for automatically charging and discharging the storage battery 13 in addition to the function of a rectifier that converts AC power into DC power. The DC power source 12 is connected to a control unit 123 for performing charge / discharge control of the storage battery 13, and the charge / discharge control of the storage battery 13 is performed based on a program input to the control unit 123 in advance. ing.

図２は、図１の直流電源システム１０におけるＤＣ電源１２の出力電圧の調整を行うための全体制御のブロック図を示している。ＤＣ電源１２には、ＤＣ負荷１４へ供給される電力を計測する第一の監視手段１２１からの信号および蓄電池１３に対して出入りする電力を計測する第二の電力監視手段１２２からの信号に基づき、ＤＣ電源１２の出力電圧を調整する制御部１２３が接続されている。   FIG. 2 shows a block diagram of overall control for adjusting the output voltage of the DC power supply 12 in the DC power supply system 10 of FIG. The DC power source 12 is based on a signal from the first monitoring unit 121 that measures the power supplied to the DC load 14 and a signal from the second power monitoring unit 122 that measures the power to and from the storage battery 13. A control unit 123 that adjusts the output voltage of the DC power source 12 is connected.

第一の電力監視手段１２１は、負荷電流計測手段１２１ａとシステム電圧計測手段１２１ｂを有している。負荷電流計測手段１２１ａは、ＤＣ電源１２または蓄電池１３からＤＣ負荷１４に供給される直流電力の電流を計測する機能を有している。システム電圧計測手段１２１ｂは、ＤＣ電源１２または蓄電池１３からＤＣ負荷１４に供給される直流電力の電圧を計測する機能を有している。   The first power monitoring unit 121 includes a load current measuring unit 121a and a system voltage measuring unit 121b. The load current measuring unit 121a has a function of measuring the current of direct current power supplied from the DC power source 12 or the storage battery 13 to the DC load 14. The system voltage measuring unit 121b has a function of measuring the voltage of DC power supplied from the DC power source 12 or the storage battery 13 to the DC load 14.

第二の電力監視手段１２２は、組電池電流計測手段１２２ａと、組電池電圧計測手段１２２ｂと、組電池温度計測手段１２２ｃを有している。組電池電流計測手段１２２ａは、蓄電池１３に対して出入りする直流電力の電流を計測する機能を有している。組電池電圧計測手段１２２ｂは、蓄電池１３に対して出入りする直流電力の電圧を計測する機能を有している。組電池温度計測手段１２２ｃは、例えば蓄電池１３の使用環境温度（周囲温度）から間接的に蓄電池１３の温度を計測する機能を有している。   The second power monitoring unit 122 includes an assembled battery current measuring unit 122a, an assembled battery voltage measuring unit 122b, and an assembled battery temperature measuring unit 122c. The assembled battery current measuring means 122a has a function of measuring the current of direct-current power that enters and exits the storage battery 13. The assembled battery voltage measuring unit 122b has a function of measuring the voltage of DC power that enters and exits the storage battery 13. The assembled battery temperature measuring means 122c has a function of indirectly measuring the temperature of the storage battery 13 from the use environment temperature (ambient temperature) of the storage battery 13, for example.

第一の電力監視手段１２１からの信号と第二の電力監視手段１２２からの信号は、それぞれ制御部１２３に入力されている。図３に示すように、制御部１２３は、測定データ入力部１２３ａと、演算部１２３ｂと、整流器電圧制御部１２３ｃと、電池データ記憶部１２３ｄと、電池データ・測定条件設定値入力部１２３ｅと、表示部１２３ｆと、電源部１２３ｇを有している。演算部１２３ｂは、測定データ入力部１２３ａおよび電池データ記憶部１２３ｄなどから送られてくる信号に基づき、整流器電圧制御部１２３ｃを制御する機能を有している。整流器電圧制御部１２３ｃは、演算部１２３ｂからの信号に基づき、整流器電圧制御信号ＳをＤＣ電源１２に出力する機能を有している。   A signal from the first power monitoring unit 121 and a signal from the second power monitoring unit 122 are respectively input to the control unit 123. As shown in FIG. 3, the control unit 123 includes a measurement data input unit 123a, a calculation unit 123b, a rectifier voltage control unit 123c, a battery data storage unit 123d, a battery data / measurement condition setting value input unit 123e, It has a display unit 123f and a power supply unit 123g. The calculation unit 123b has a function of controlling the rectifier voltage control unit 123c based on signals sent from the measurement data input unit 123a and the battery data storage unit 123d. The rectifier voltage control unit 123c has a function of outputting the rectifier voltage control signal S to the DC power supply 12 based on the signal from the calculation unit 123b.

図４は、ＤＣ電源１２に入力されているプログラムに基づくＤＣ電源１２の出力電圧の制御、蓄電池１３に対する充放電制御、およびＤＣ負荷１４に対する電力供給制御の手順および特性を示している。図４に示すように、０時から６時までは、ＤＣ電源１２は通常の出力電圧であるフロート充電電圧Ｖｆ（第一の電圧値）で蓄電池１３をフロート充電している。そして、６時から１８時の間では、ＤＣ電源１２は出力電圧を低下させた状態を保つことになり、その電圧低下時の出力電圧Ｖ（第二の電圧値）は、「Ｖ＝Ｖｒｆ−ｄ」に設定されている。蓄電池１３の放電は、６時から１６時の時間帯に行われる。ＤＣ電源１２は、１６時から１８時の時間帯には、ＤＣ負荷１４および蓄電池１３への電力供給が可能となっている。１８時から２４時の間では、ＤＣ電源１２は出力電圧をフロート充電電圧Ｖｆまで復帰させ、ＤＣ負荷１４への電力供給および蓄電池１３のフロート充電を再び行うようになっている。   FIG. 4 shows the procedure and characteristics of the control of the output voltage of the DC power supply 12 based on the program input to the DC power supply 12, the charge / discharge control for the storage battery 13, and the power supply control for the DC load 14. As shown in FIG. 4, from 0 o'clock to 6 o'clock, the DC power source 12 float-charges the storage battery 13 with the float charging voltage Vf (first voltage value) that is a normal output voltage. Then, between 6 o'clock and 18 o'clock, the DC power source 12 keeps the state where the output voltage is lowered, and the output voltage V (second voltage value) at the time of the voltage drop is “V = Vrf−d”. Is set to The storage battery 13 is discharged in a time zone from 6 o'clock to 16 o'clock. The DC power source 12 can supply power to the DC load 14 and the storage battery 13 in the time zone from 16:00 to 18:00. Between 18:00 and 24:00, the DC power source 12 restores the output voltage to the float charging voltage Vf, and again supplies power to the DC load 14 and float-charges the storage battery 13.

図５は、ＤＣ電源１２における出力電圧と蓄電池１３の容量との関係を示している。この直流電源システム１０における蓄電池１３の容量は、昼間の放電で使用される容量ＡとＤＣ負荷１４のバックアップに対応する容量Ｂとを合計したものである。この実施の形態１では、ＤＣ電源１２におけるフロート充電時の出力電圧は４９．２Ｖ（単電池電圧４．１Ｖ）に設定されており、電圧低下時の出力電圧は４５．６Ｖ（単電池電圧３．８Ｖ）に設定されている。また、ＤＣ電源１２の電圧低下時間は、１２時間に設定されている。図５の上側の特性は、ＤＣ負荷１４が消費する電流における、定電流放電電圧特性を示している。最近のデジタル機器系の負荷では、負荷電流はほぼ一定であることから、この実施の形態１では、負荷電流は運用中一定としている。フロート充電状態で単電池１３ａは、４．１Ｖ／セルで完全充電状態にあり、完全充電状態から一定電流で放電させると、図５の上側の特性となる。   FIG. 5 shows the relationship between the output voltage of the DC power source 12 and the capacity of the storage battery 13. The capacity of the storage battery 13 in the DC power supply system 10 is the sum of the capacity A used for daytime discharge and the capacity B corresponding to backup of the DC load 14. In the first embodiment, the output voltage at the time of float charging in the DC power source 12 is set to 49.2V (single cell voltage 4.1V), and the output voltage at the time of voltage drop is 45.6V (single cell voltage 3). .8V). Further, the voltage drop time of the DC power source 12 is set to 12 hours. The upper characteristic of FIG. 5 shows the constant current discharge voltage characteristic in the current consumed by the DC load 14. In the load of the recent digital equipment system, the load current is almost constant. Therefore, in the first embodiment, the load current is constant during operation. In the float charge state, the unit cell 13a is in a fully charged state at 4.1 V / cell, and when discharged from the fully charged state with a constant current, the characteristics shown in the upper side of FIG. 5 are obtained.

図５の特性に従ってＤＣ電源１２の出力電圧を低下させると、単電池１３ａの放電が開始される。しかし、単電池１３ａの放電が進み、単電池１３ａの電圧がＤＣ電源１２の低下した出力電圧に対応する値まで低下すると、単電池１３ａの放電はそれ以上進まない。図５の上側の特性に示すように、電池容量の５０％に相当する時点の電池電圧が３．８Ｖ／セルとすると、ＤＣ電源１２の出力電圧をこの「３．８Ｖ／セル相当値」としておけば、電池電圧がここまで低下すると、単電池１３ａの放電は自動的に停止する。そして、その後は、ＤＣ電源１２から電力が供給される。１２個組電池の場合、「４．１Ｖ／セル」、「３．８Ｖ／セル」に相当するＤＣ電源１２の出力は、それぞれ、４．１Ｖ×１２＝４９．２Ｖ、３．８×１２＝４５．６Ｖであるので、「４９．２Ｖでフロート充電中のＤＣ電源１２の出力電圧を４５．６Ｖまで低下」させれば、図５の上側の特性に示すように、単電池１３ａの放電は「５０％」まで進んで停止する。   When the output voltage of the DC power source 12 is lowered according to the characteristics of FIG. 5, the discharge of the unit cell 13a is started. However, when the discharge of the unit cell 13a proceeds and the voltage of the unit cell 13a decreases to a value corresponding to the output voltage decreased by the DC power source 12, the discharge of the unit cell 13a does not proceed further. As shown in the upper characteristic of FIG. 5, when the battery voltage at the time corresponding to 50% of the battery capacity is 3.8 V / cell, the output voltage of the DC power source 12 is set to this “3.8 V / cell equivalent value”. If the battery voltage drops to this point, the discharge of the unit cell 13a automatically stops. Thereafter, power is supplied from the DC power supply 12. In the case of 12 batteries, the output of the DC power source 12 corresponding to “4.1 V / cell” and “3.8 V / cell” is 4.1 V × 12 = 49.2 V, 3.8 × 12 = Since the voltage is 45.6V, if the output voltage of the DC power supply 12 during float charging is lowered to 45.6V at 49.2V, the discharge of the cell 13a is as shown in the upper characteristic of FIG. Proceed to “50%” and stop.

図６および図７は、蓄電池１３を構成する新品の単電池１３ａにおける放電量（放電深度）と電圧との関係を示している。図６および図７に示すように、単電池１３ａの放電量が増加するにつれて単電池１３ａの電圧が低下することがわかる。例えば、放電量２０％においては単電池１３ａの電圧は４．０Ｖであり、放電量５０％においては単電池１３ａの電圧は３．８Ｖとなる。蓄電池１３の放電量の調整において、放電量の減少の場合、放電特性に基づき「高い電圧の選定」、また放電量の増加の場合、「低い電圧の選定」を行う。このように、放電量を変える場合、使用するリチウムイオン二次電池からなる単電池の放電特性に基づいて、希望する放電量（％）に対応した「電圧値」を選定し、これを「ＤＣ電源１２の電圧低下時の設定値」としてシステムに入力すればよい。   6 and 7 show the relationship between the discharge amount (discharge depth) and the voltage in a new unit cell 13a constituting the storage battery 13. FIG. As shown in FIGS. 6 and 7, it can be seen that the voltage of the unit cell 13a decreases as the discharge amount of the unit cell 13a increases. For example, when the discharge amount is 20%, the voltage of the unit cell 13a is 4.0V, and when the discharge amount is 50%, the voltage of the unit cell 13a is 3.8V. In the adjustment of the discharge amount of the storage battery 13, “selection of high voltage” is performed based on the discharge characteristics when the discharge amount is decreased, and “selection of low voltage” is performed when the discharge amount is increased. In this way, when changing the discharge amount, a “voltage value” corresponding to the desired discharge amount (%) is selected based on the discharge characteristics of the unit cell composed of the lithium ion secondary battery to be used, What is necessary is just to input into a system as a "setting value at the time of the voltage drop of the power supply 12."

つぎに、この直流電源システム１０における蓄電池１３の容量算出について説明する。   Next, the capacity calculation of the storage battery 13 in the DC power supply system 10 will be described.

下記は、容量算出の条件の一例を示している。
（１）電池種類：リチウムイオン二次電池
（２）負荷電流：２０Ａ（常時一定）
（３）負荷バックアップ時間：１０時間（ｈ）
（４）昼間のサイクル放電時間：１０ｈ（負荷電流２０Ａ） The following shows an example of conditions for capacity calculation.
(1) Battery type: Lithium ion secondary battery (2) Load current: 20A (constant at all times)
(3) Load backup time: 10 hours (h)
(4) Daytime cycle discharge time: 10h (load current 20A)

蓄電池１３の容量算出
（１）昼間のサイクル放電量
２０Ａ×１０ｈ＝２００Ａｈ
（２）バックアップ用の放電量
２０Ａ×１０ｈ＝２００Ａｈ Calculation of capacity of storage battery 13 (1) Daytime cycle discharge 20A × 10h = 200Ah
(2) Discharge amount for backup 20A × 10h = 200Ah

したがって、この直流電源システム１０では、昼間の放電量とバックアップ用の放電量を合計した「４００Ａｈ」の蓄電池が設置される。単なるバックアップ用のみの場合は、「２００Ａｈ」の電池のみが設置されるが、この直流電源システム１０において、使用電池の容量は、「サイクル放電量＋バックアップ放電量」で４００Ａｈとなり、図６に示すように、放電深度は「５０％」になる。   Therefore, in this DC power supply system 10, a storage battery of “400 Ah” is installed, which is the sum of the daytime discharge amount and the backup discharge amount. In the case of mere backup, only a battery of “200 Ah” is installed. In this DC power supply system 10, the capacity of the battery used is 400 Ah in “cycle discharge amount + backup discharge amount”, which is shown in FIG. Thus, the depth of discharge is “50%”.

一方、同様の目的で、「サイクル用の専用電池」を設置すると、放電深度は１００％になり、電池寿命が低下する。蓄電池の寿命延長の一つの手段として、電池容量を増加させる方法があるが、そうすると、この発明の直流電源システム１０の蓄電池１３よりも電池全体の容量が増加することになり、また専用充電器の追加によりシステムの構成も複雑となる（図２０参照）。   On the other hand, if a “dedicated battery for cycling” is installed for the same purpose, the depth of discharge becomes 100% and the battery life is reduced. As one means for extending the life of the storage battery, there is a method of increasing the battery capacity. However, if this is done, the capacity of the entire battery is increased as compared with the storage battery 13 of the DC power supply system 10 of the present invention. The addition also complicates the system configuration (see FIG. 20).

図２０の直流電源システムについて、この発明の直流電源システム１０と同じ条件で蓄電池の容量を試算するとつぎのようになる。   About the direct-current power supply system of FIG. 20, when the capacity | capacitance of a storage battery is estimated on the same conditions as the direct-current power supply system 10 of this invention, it will become as follows.

バックアップ用：２００Ａｈ
サイクル専用：事例Ａ：２００Ａｈ（放電深度：１００％）
事例Ｂ：４００Ａｈ（放電深度：５０％ 本発明と同じ） For backup: 200Ah
Cycle only: Case A: 200Ah (depth of discharge: 100%)
Case B: 400 Ah (depth of discharge: 50% same as the present invention)

このように、バックアップ用電池と事例Ａの電池を合計した容量は４００Ａｈとなり、本願と同じ容量になるが、これでは、放電深度が１００％であるためサイクル専用電池の寿命が低下する。そこで、放電深度を低下させることになり、放電深度を５０％として選定される事例Ｂの４００Ａｈの電池を使用すると２００Ａｈのバックアップ用電池と合わせて総容量は６００Ａｈとなる。この結果、放電深度は本発明と同じになるが、電池容量は１．５倍に増加することになる。   As described above, the total capacity of the backup battery and the battery of Example A is 400 Ah, which is the same capacity as that of the present application. However, since the discharge depth is 100%, the life of the cycle-dedicated battery is reduced. Therefore, the depth of discharge is reduced, and when the 400 Ah battery of case B selected as the discharge depth of 50% is used, the total capacity is 600 Ah together with the 200 Ah backup battery. As a result, the depth of discharge is the same as in the present invention, but the battery capacity is increased by a factor of 1.5.

図８は、この直流電源システム１０におけるＤＣ電源１２の出力電圧低下時の電池放電とその後の回復充電時の特性および図４の電流の流れに対応する特性を示している。図８に示すように、６時から１６時までの間は蓄電池１３の放電のみによりＤＣ負荷１４への直流電力の供給が行われる。また、１６時から１８時の間では、ＤＣ負荷１４および蓄電池１３への電力供給が可能となっている。これにより、蓄電池１３の単電池１３ａの電圧が１６時から徐々に上昇するようになっている。そして、１８時からはＤＣ電源１２の出力電圧が４９．２Ｖに復帰し、これにより蓄電池１３のフロート充電が再び開始されるようになっている。図８における１８時からの蓄電池１３の充電は、ＤＣ電源１２による定電流定電圧充電によって行われる。   FIG. 8 shows the characteristics corresponding to the battery discharge and the subsequent recovery charge when the output voltage of the DC power supply 12 is lowered in the DC power supply system 10 and the current flow of FIG. As shown in FIG. 8, DC power is supplied to the DC load 14 only by discharging the storage battery 13 from 6:00 to 16:00. Moreover, between 16:00 and 18:00, the electric power supply to the DC load 14 and the storage battery 13 is possible. Thereby, the voltage of the single battery 13a of the storage battery 13 is gradually increased from 16:00. Then, from 18:00, the output voltage of the DC power supply 12 returns to 49.2V, and the float charging of the storage battery 13 is started again. The charging of the storage battery 13 from 18:00 in FIG. 8 is performed by constant current and constant voltage charging by the DC power source 12.

図９は、直流電源システム１０におけるＤＣ電源の出力電流等によって電池の充電状況（完全充電、充電不足）を判定するための特性を示している。   FIG. 9 shows characteristics for determining the battery charging status (complete charging, insufficient charging) based on the output current of the DC power supply in the DC power supply system 10.

蓄電池の充電状況（完全充電、充電不足）が判定された場合の制御は下記になる。   The control when the storage battery charging status (complete charging, insufficient charging) is determined is as follows.

実施条件と実施内容
（１）放電量≦充電量 放電時間Ｔｄはそのままとする。
（２）放電量＞充電量 放電時間Ｔｄを短縮する。例：１０ｈ→８ｈ Implementation Conditions and Implementation Details (1) Discharge Amount ≦ Charge Amount The discharge time Td remains unchanged.
(2) Discharge amount> Charge amount Discharge time Td is shortened. Example: 10h → 8h

必要性
（１）日射量が少ない期間に電池放電量の増加（充電回復が少ない期間）
（２）放電時間Ｔｂが長い状態
（３）負荷電流が当初の見込みよりも増加した場合 Necessity (1) Increase in battery discharge during periods when the amount of solar radiation is low (period when charge recovery is low)
(2) When the discharge time Tb is long (3) When the load current increases from the initial expectation

実施単位
（１）日単位ではなく、１週間単位等で計測し、実施する。 Implementation unit (1) Measure and implement in units of one week instead of days.

図１０および図１１は、この発明における蓄電池１３の劣化判定を行うための特性を示している。図１０に示すように、負荷電流が一定の場合、電池放電時の特性から劣化状態を推定することが可能となる。これは、蓄電池の定電流放電特性は、新品時と劣化時で違いが生ずるからである。この発明の直流電源システム１０においては、放電時間の観測から劣化推定が可能になる。例えば、蓄電池１３は新品時は放電時間が１０時間であるのに対し、劣化により容量低下した電池（容量７０％）では放電時間が８時間、劣化により容量がさらに低下した電池（容量５０％）では放電時間が５時間となる。従って、蓄電池１３の劣化は、電池電圧の計測によって推定可能である。例えば、組電池の総電圧またはセル個別の電圧を計測することにより、蓄電池１３の劣化が推定可能となる。このように、負荷電流に応じた「劣化度と電圧の関係テーブルを作成しておくことにより、蓄電池１３の劣化度が容易に推定可能となる。なお、負荷電流値に変動がある場合、電流の平均値を使用することとしてもよい。   10 and 11 show characteristics for determining deterioration of the storage battery 13 in the present invention. As shown in FIG. 10, when the load current is constant, the deterioration state can be estimated from the characteristics during battery discharge. This is because the constant current discharge characteristics of the storage battery differ between when it is new and when it deteriorates. In the DC power supply system 10 of the present invention, deterioration can be estimated from observation of the discharge time. For example, the storage battery 13 has a discharge time of 10 hours when it is new, whereas a battery whose capacity has been reduced due to deterioration (capacity 70%) has a discharge time of 8 hours and has a capacity further reduced due to deterioration (capacity 50%). Then, the discharge time is 5 hours. Therefore, the deterioration of the storage battery 13 can be estimated by measuring the battery voltage. For example, the deterioration of the storage battery 13 can be estimated by measuring the total voltage of the assembled battery or the voltage of each cell. As described above, by creating a “degradation degree-voltage relationship table according to the load current, it is possible to easily estimate the deterioration degree of the storage battery 13. Note that if the load current value varies, the current It is good also as using the average value of.

図１１に示すように、蓄電池１３が劣化すると、同一の負荷電流における放電特性に差が生じる。すなわち、蓄電池１３は、特定の電圧に至る放電時間に差が生じる。したがって、新品時の電池特性から、１０ｈの放電時間Ｔｄに対応した電圧を選定しても、「電池の放電時間Ｔｄ」は、劣化した蓄電池１３では短縮される。このように、蓄電池１３の放電時間のモニタから、劣化状態の推定が可能となる。   As shown in FIG. 11, when the storage battery 13 deteriorates, a difference occurs in the discharge characteristics at the same load current. That is, the storage battery 13 has a difference in discharge time to reach a specific voltage. Therefore, even if a voltage corresponding to the discharge time Td of 10 h is selected from the battery characteristics of the new product, the “battery discharge time Td” is shortened in the deteriorated storage battery 13. As described above, the deterioration state can be estimated from the monitor of the discharge time of the storage battery 13.

図１２および図１３は、蓄電池１３の温度変化によるサイクル放電量もしくはバックアップ放電量を確保するために使用するＤＣ電源１２の電圧設定値の調整のための特性を示している。ここでは、蓄電池１３の使用環境温度（＝電池温度）によって蓄電池１３の放電特性が変わることから、使用環境温度に応じてＤＣ電源１２の出力電圧を調整するようにしている。図１２は、蓄電池１３の温度が低下した際の放電特性を示している。図１２に示すように、蓄電池１３の温度の低下によって放電電圧が低下するので、ＤＣ電源１２の出力電圧の値を一定にしておいた場合、サイクル放電時の容量とバックアップ容量に影響がでる。そこで、蓄電池１３の温度の計測値に応じて出力電圧値の変更を行うことで、サイクル放電時の容量とバックアップ容量を確保することが可能となる。サイクル放電時の容量低下の防止には、ＤＣ電源１２の出力電圧の低下が、逆に、バックアップ容量の低下防止には、ＤＣ電源１２の出力電圧の上昇が行われる。   12 and 13 show characteristics for adjusting the voltage setting value of the DC power source 12 used for securing the cycle discharge amount or the backup discharge amount due to the temperature change of the storage battery 13. Here, since the discharge characteristics of the storage battery 13 change depending on the use environment temperature (= battery temperature) of the storage battery 13, the output voltage of the DC power source 12 is adjusted according to the use environment temperature. FIG. 12 shows the discharge characteristics when the temperature of the storage battery 13 is lowered. As shown in FIG. 12, the discharge voltage decreases due to a decrease in the temperature of the storage battery 13. Therefore, when the value of the output voltage of the DC power source 12 is kept constant, the capacity at the cycle discharge and the backup capacity are affected. Therefore, by changing the output voltage value according to the measured value of the temperature of the storage battery 13, it is possible to ensure the capacity and the backup capacity during cycle discharge. In order to prevent the capacity from being reduced during cycle discharge, the output voltage of the DC power supply 12 is decreased. Conversely, to prevent the backup capacity from being decreased, the output voltage of the DC power supply 12 is increased.

図１４は、図１１と同様に蓄電池１３の経年劣化に伴うサイクル放電量を確保するために使用するＤＣ電源１２の電圧設定値の調整のための特性を示している。図１４（ａ）に示すように、蓄電池１３が経年劣化すると、放電電圧特性に変化が生じ、ＤＣ電源１２による同一の出力電圧では、サイクル放電量が低下することになる。そこで、図１４（ｂ）および図１４（ｃ）に示すように、蓄電池１３の劣化状況に応じて、ＤＣ電源１２の出力電圧を低下させることにより、蓄電池１３は劣化前と同じサイクル容量を確保することが可能となる。   FIG. 14 shows the characteristics for adjusting the voltage setting value of the DC power source 12 used for securing the cycle discharge amount accompanying the aging deterioration of the storage battery 13 as in FIG. As shown in FIG. 14A, when the storage battery 13 deteriorates over time, the discharge voltage characteristics change, and the cycle discharge amount decreases at the same output voltage from the DC power source 12. Therefore, as shown in FIG. 14B and FIG. 14C, the storage battery 13 secures the same cycle capacity as before the deterioration by reducing the output voltage of the DC power source 12 according to the deterioration state of the storage battery 13. It becomes possible to do.

図１５は、蓄電池１３の経年劣化に伴うバックアップ放電量を確保するために使用するＤＣ電源１２の電圧設定値の調整のための特性を示している。図１５（ａ）に示すように、蓄電池１３が経年劣化すると、放電電圧特性に変化が生じ、ＤＣ電源１２による同一の出力電圧では、バックアップ放電量が低下することになる。そこで、図１５（ｂ）に示すように、蓄電池１３の劣化状況に応じて、ＤＣ電源１２の出力電圧を上昇させることにより、蓄電池１３は劣化前と同じバックアップ容量を確保することが可能となる。図１５（ｃ）は、バックアップ容量の低下防止対策の効果を示している。図１５（ｃ）に示すように、ＤＣ電源１２の出力電圧を蓄電池１３の放電量に対応した電圧値に上昇させることにより、蓄電池１３のバックアップ容量の低下を防止することが可能となる。図１６は、この発明におけるＤＣ電源１２の出力低下時に設定可能な電圧範囲の１例を示している。図１６に示すように、この発明におけるＤＣ電源１２の出力電圧の設定可能な電圧範囲は、３．３Ｖ／セル〜４．１Ｖ／セルとなっており、これらは電源システムの動作電圧範囲と組電池の直列数等から算出される。   FIG. 15 shows characteristics for adjusting the voltage setting value of the DC power supply 12 used for securing the backup discharge amount accompanying the aging deterioration of the storage battery 13. As shown in FIG. 15A, when the storage battery 13 deteriorates over time, the discharge voltage characteristics change, and the backup discharge amount decreases at the same output voltage from the DC power source 12. Therefore, as shown in FIG. 15B, by increasing the output voltage of the DC power source 12 according to the deterioration state of the storage battery 13, the storage battery 13 can ensure the same backup capacity as before the deterioration. . FIG. 15C shows the effect of measures for preventing a reduction in backup capacity. As shown in FIG. 15C, it is possible to prevent the backup capacity of the storage battery 13 from decreasing by increasing the output voltage of the DC power source 12 to a voltage value corresponding to the discharge amount of the storage battery 13. FIG. 16 shows an example of a voltage range that can be set when the output of the DC power supply 12 is lowered in the present invention. As shown in FIG. 16, the settable voltage range of the output voltage of the DC power supply 12 in the present invention is 3.3 V / cell to 4.1 V / cell, which are combined with the operating voltage range of the power supply system. Calculated from the number of batteries in series.

つぎに、実施の形態１における直流電源システム１０の動作手順および作用について説明する。   Next, the operation procedure and operation of DC power supply system 10 according to Embodiment 1 will be described.

図１（ａ）に示すように、蓄電池１３のフロート充電時（前日の１８時から翌日の６時までの時間帯）には、ＤＣ電源１２の出力電圧は、第一の電圧値であるＶ＝Ｖｆ（４２．９Ｖ）に設定されており、ＤＣ電源１２からの直流電力はＤＣ負荷１４に供給され、蓄電池１３はＤＣ電源１２から供給される直流電力によってフロート充電されている。   As shown in FIG. 1A, when the storage battery 13 is float-charged (time zone from 18:00 on the previous day to 6 o'clock on the next day), the output voltage of the DC power supply 12 is the first voltage value V = Vf (42.9 V) is set, DC power from the DC power supply 12 is supplied to the DC load 14, and the storage battery 13 is float-charged by DC power supplied from the DC power supply 12.

図１（ｂ）に示すように、６時になるとＤＣ電源１２の出力電圧Ｖは、第二の電圧値である「Ｖ＝Ｖｒｆ−ｄ」となり、フロート充電時の出力電圧に比べて低下する。これにより、蓄電池１３の電圧がＤＣ電源１２の出力電圧よりも高い状態となり、ＤＣ負荷１４には蓄電池１３の放電による直流電力が供給される。蓄電池１３からのＤＣ負荷１４への電力供給は、蓄電池１３の放電により蓄電池１３の電圧がＤＣ電源１の出力電圧Ｖ「Ｖ＝Ｖｒｆ−ｄ」に低下するまで行われる。蓄電池１３の放電中は、蓄電池１３の電圧が徐々に低下することになるが、ＤＣ負荷１４は受け取った直流電力の電圧を適正な電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ（図示略）を有しているので、蓄電池１３から供給される電圧が変動しても影響を受けない。この実施の形態１においては、６時から１８時の間で、ＤＣ電源１２の出力電圧Ｖである第二の電圧値は、「Ｖ＝Ｖｒｆ−ｄ」まで低下されるが、蓄電池１３の放電が終了している１６時から１８時の間では、ＤＣ電源１２からＤＣ負荷１２に直流電力が供給される。   As shown in FIG. 1B, at 6 o'clock, the output voltage V of the DC power source 12 becomes “V = Vrf−d”, which is the second voltage value, and is lower than the output voltage at the time of float charging. As a result, the voltage of the storage battery 13 becomes higher than the output voltage of the DC power supply 12, and DC power is supplied to the DC load 14 by the discharge of the storage battery 13. The power supply from the storage battery 13 to the DC load 14 is performed until the voltage of the storage battery 13 decreases to the output voltage V “V = Vrf−d” of the DC power supply 1 due to the discharge of the storage battery 13. While the storage battery 13 is being discharged, the voltage of the storage battery 13 gradually decreases, but the DC load 14 has a DC-DC converter (not shown) that converts the received DC power voltage into an appropriate voltage. Therefore, even if the voltage supplied from the storage battery 13 fluctuates, it is not affected. In the first embodiment, the second voltage value that is the output voltage V of the DC power supply 12 is reduced to “V = Vrf−d” between 6 o'clock and 18 o'clock, but the discharge of the storage battery 13 is completed. The DC power is supplied from the DC power source 12 to the DC load 12 between 16:00 and 18:00.

１８時から翌日の６時までの時間帯は、ＤＣ電源１２の出力電圧が蓄電池１３をフロート充電するための第一の電圧値である電圧４９．２Ｖに復帰するので、図１（ｃ）に示すように、ＤＣ電源１２からはＤＣ負荷１４と蓄電池１３の双方に直流電力が供給される。これにより、蓄電池１３はＤＣ電源１２からの電力供給により回復充電状態に移行し、蓄電池１３の電池電圧は徐々に上昇することになる。   In the time zone from 18:00 to 6:00 on the next day, the output voltage of the DC power source 12 returns to the voltage 49.2V which is the first voltage value for the float charging of the storage battery 13, so FIG. As shown, DC power is supplied from the DC power source 12 to both the DC load 14 and the storage battery 13. As a result, the storage battery 13 shifts to a recovery charge state by supplying power from the DC power source 12, and the battery voltage of the storage battery 13 gradually increases.

このように、予め設定された所定の時間帯（６時〜１８時）には、ＤＣ電源１２の出力電圧は、蓄電池１３をフロート充電するための出力電圧４９．２Ｖよりも低い出力電圧４５．６Ｖに低下する。従って、蓄電池１３の放電によるＤＣ負荷１４への電力供給が可能となり、バックアップのための蓄電池１３を有効利用することができ、電力負荷の平準化を図ることができる。また、バックアップ用の蓄電池とサイクル用の蓄電池の二組の蓄電池を用いることが不要となるので、バックアップ用の蓄電池とサイクル用の蓄電池をそれぞれ用いるシステムに比べて、システム全体の蓄電池の容量を少なくすることが可能となり、直流電源システム１０のコストを低減することができる。さらに、スイッチによる直流電源と蓄電池との切り離しを必要としないので、直流電源システム１０の信頼性を高めることができる。   Thus, in a predetermined time zone (6 o'clock to 18 o'clock) set in advance, the output voltage of the DC power supply 12 is lower than the output voltage 49.2V for the float charging of the storage battery 13. It drops to 6V. Therefore, it is possible to supply power to the DC load 14 by discharging the storage battery 13, the backup storage battery 13 can be used effectively, and the power load can be leveled. In addition, since it is not necessary to use two sets of storage batteries, a backup storage battery and a cycle storage battery, the capacity of the storage battery of the entire system is reduced compared to a system using a backup storage battery and a cycle storage battery. Thus, the cost of the DC power supply system 10 can be reduced. Furthermore, since it is not necessary to separate the DC power supply and the storage battery by a switch, the reliability of the DC power supply system 10 can be improved.

ＤＣ電源１２の第二の電圧値は、蓄電池１３の放電特性および所望の放電量に対応する値であるので、蓄電池１３の過剰の放電を防止することができ、しかも不測の停電発生に際しても直流負荷に対する十分なバックアップが可能となる。また、ＤＣ負荷１４へ供給される電力を計測する第一の電力監視手段１２１からの信号および蓄電池１３に対して出入りする電力を計測する第二の電力監視手段１２２からの信号に基づき、ＤＣ電源１２の出力電圧を調整することが可能となり、蓄電池１３の充電とＤＣ負荷１４への電力供給を最適化することができる。さらに、ＤＣ電源１２の出力電圧における第一の電圧値「Ｖｆ」と第二の電圧値「「Ｖ＝Ｖｒｆ−ｄ」を蓄電池１３の使用環境温度に対応して調整することが可能であるので、使用環境温度によって変化する蓄電池１３の放電特性を考慮して第一の電圧値と第二の電圧値を調整することができ、蓄電池１３のバックアップ放電量またはサイクル放電量を確保することができる。   Since the second voltage value of the DC power source 12 is a value corresponding to the discharge characteristics of the storage battery 13 and a desired amount of discharge, excessive discharge of the storage battery 13 can be prevented, and direct current can be generated even when an unexpected power failure occurs. Sufficient backup for the load becomes possible. Further, based on the signal from the first power monitoring means 121 that measures the power supplied to the DC load 14 and the signal from the second power monitoring means 122 that measures the power to and from the storage battery 13, the DC power source 12 output voltage can be adjusted, and charging of the storage battery 13 and power supply to the DC load 14 can be optimized. Further, the first voltage value “Vf” and the second voltage value ““ V = Vrf−d ”in the output voltage of the DC power source 12 can be adjusted in accordance with the use environment temperature of the storage battery 13. The first voltage value and the second voltage value can be adjusted in consideration of the discharge characteristics of the storage battery 13 that changes depending on the use environment temperature, and the backup discharge amount or the cycle discharge amount of the storage battery 13 can be secured. .

ＤＣ電源１２の出力電圧における第一の電圧値と第二の電圧値は、蓄電池１３の劣化度に対応して調整することが可能であるので、劣化が進行した蓄電池１３の放電特性を考慮して第一の電圧値と第二の電圧値を調整することができ、蓄電池１３のサイクル放電量を確保することができる。そして、蓄電池１３はリチウムイオン二次電池から構成されているので、蓄電池１３のエネルギー密度を高めることができ、蓄電池１３の小型化によって設置スペースに制約のある場所での直流電力システム１０の使用が可能となる。   Since the first voltage value and the second voltage value in the output voltage of the DC power source 12 can be adjusted according to the degree of deterioration of the storage battery 13, the discharge characteristics of the storage battery 13 whose deterioration has progressed are taken into consideration. The first voltage value and the second voltage value can be adjusted, and the cycle discharge amount of the storage battery 13 can be secured. And since the storage battery 13 is comprised from the lithium ion secondary battery, the energy density of the storage battery 13 can be raised, and use of the direct-current power system 10 in the place where installation space is restricted by miniaturization of the storage battery 13 is possible. It becomes possible.

また、ＤＣ電源１２の電圧低下時間を深夜電力料金の時間帯に至るまでとすれば、放電後の蓄電池１３の充電は、深夜電力料金が適用される時間帯で行われるので、料金の安価な電力を充電に利用することができ、直流電源システム１０の運用コストを低減することができる。すなわち、実施の形態１においては、放電によって蓄電池１３の電圧が設定値まで低下すると、その時点で自動的に蓄電池１３からの放電が終了し、ＤＣ電源１２からの電力供給となり、ＤＣ電源１２の電圧低下時間を深夜電力料金の時間帯に至るまでと設定しておくことで、深夜時間帯になってからＤＣ電源１２の出力電圧をフロート充電の値に復帰し、蓄電池１３の充電を安価な深夜電力料金によって行うことができる。   Further, if the voltage drop time of the DC power source 12 reaches the time zone of the midnight power charge, the charging of the storage battery 13 after discharging is performed in the time zone where the midnight power charge is applied, so the charge is low. Electric power can be used for charging, and the operating cost of the DC power supply system 10 can be reduced. That is, in the first embodiment, when the voltage of the storage battery 13 decreases to the set value due to the discharge, the discharge from the storage battery 13 is automatically terminated at that time, and the power supply from the DC power supply 12 is performed. By setting the voltage drop time to reach the midnight power charge time zone, the output voltage of the DC power source 12 is restored to the float charge value after the midnight time zone, and the storage battery 13 can be charged inexpensively. This can be done by late-night electricity charges.

この実施の形態１においては、蓄電池１３の容量を「バックアップ相当容量＋ＤＣ電圧低下時の放電量」とすることで、バックアップ用とサイクル用の二組の蓄電池を設置することなく、同一構成でＤＣ電源１２を構成する整流器の容量を増すのみで、直流電源システム１０を容易に構成することができる。そして、この発明の直流電源システム１０では、サイクル専用蓄電池とバックアップ用蓄電池を別個に設置する場合に比べて、システム全体の電池容量を少なくすることが可能となる。さらに、蓄電池１３の昼間の放電中はもとより、蓄電池１３の放電終了直後に、停電等の事故が発生しても、当初必要とされるバックアップ時間に応じた電池容量を蓄電池１３は確保しているので、電源本来のＤＣ負荷１４に対するバックアップにはまったく支障がない。   In the first embodiment, the capacity of the storage battery 13 is set to “backup equivalent capacity + discharge amount at the time of DC voltage drop”. The DC power supply system 10 can be easily configured only by increasing the capacity of the rectifier constituting the power supply 12. In the DC power supply system 10 of the present invention, the battery capacity of the entire system can be reduced as compared with the case where the cycle-dedicated storage battery and the backup storage battery are separately installed. Further, even if the storage battery 13 is discharged during the daytime or immediately after the discharge of the storage battery 13, even if an accident such as a power failure occurs, the storage battery 13 has a battery capacity corresponding to the backup time required at the beginning. Therefore, there is no problem in the backup for the original DC load 14 of the power source.

（実施の形態２）
図１７ないし図１９は、この実施の形態２に係る直流電源システムを示している。実施の形態２が実施の形態１と異なるところは、太陽電池の有無のみであり、その他の部分は実施の形態１に準ずるので、準ずる部分に実施の形態１と同一の符号を付すことにより、準ずる部分の説明を省略し、異なる部分のみを説明する。 (Embodiment 2)
17 to 19 show a DC power supply system according to the second embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment only in the presence or absence of a solar cell, and the other parts are the same as those in the first embodiment. Therefore, by attaching the same reference numerals as those in the first embodiment to the corresponding parts, The description of the corresponding part is omitted, and only the different part is described.

図１７に示すように、ＤＣ電源１２と蓄電池１３とを接続する回路には、再生可能エネルギーを利用して発電された直流電力が供給可能となっている。この実施の形態２においては、再生可能エネルギーとしての太陽光の照射によって発電可能な太陽電池（ＰＶ）２０がＤＣ電源１２の出力側と蓄電池１３との間の回路に接続されている。太陽電池２０は、例えば電力変換機能を有するパワーコンデショナ（図示略）に接続可能となっており、蓄電池およびＤＣ負荷１４には、ＤＣ電源１２および太陽電池２０からの電力が供給可能となっている。   As shown in FIG. 17, DC power generated using renewable energy can be supplied to a circuit connecting the DC power supply 12 and the storage battery 13. In the second embodiment, a solar cell (PV) 20 that can generate electricity by irradiation with sunlight as renewable energy is connected to a circuit between the output side of the DC power source 12 and the storage battery 13. The solar cell 20 can be connected to, for example, a power conditioner (not shown) having a power conversion function, and power from the DC power source 12 and the solar cell 20 can be supplied to the storage battery and the DC load 14. Yes.

図１８は、太陽電池２０を併設した直流電源システム１０のおける電力供給の特性図を示している。図１８に示すように、ＤＣ電源１２を構成する整流器による出力電圧低下の時間は、６時から１８時までの１２時間となっている。また、「Ｔｒｆ−ｄ」開始時刻は、６時に設定されている。太陽電池２０による出力は、Ｖｆと同一値またはやや高めに設定されている。図１９は、日射強度の相違によるＤＣ負荷１４および蓄電池１３に対する電力供給の特性を示している。図１９に示すように、日射強度１００％では太陽電池２０から蓄電池１３への電力供給が可能となっており、日射強度５０％および３０パーセントにおいては太陽電池２０からの蓄電池１３への供給は行わないようになっている。   FIG. 18 shows a characteristic diagram of power supply in the DC power supply system 10 provided with the solar battery 20. As shown in FIG. 18, the output voltage drop time by the rectifier constituting the DC power source 12 is 12 hours from 6 o'clock to 18 o'clock. In addition, the “Trf-d” start time is set to 6 o'clock. The output from the solar cell 20 is set to the same value as Vf or slightly higher. FIG. 19 shows characteristics of power supply to the DC load 14 and the storage battery 13 due to the difference in solar radiation intensity. As shown in FIG. 19, it is possible to supply power from the solar cell 20 to the storage battery 13 at a solar radiation intensity of 100%, and supply from the solar battery 20 to the storage battery 13 is performed at a solar radiation intensity of 50% and 30%. There is no such thing.

このように構成された実施の形態２においては、蓄電池１３のフロート充電時（前日の１８時から翌日の６時までの時間帯）には、ＤＣ電源１２の出力電圧は、Ｖ＝Ｖｆ（４２．９Ｖ）に設定されており、ＤＣ電源１２からの直流電力はＤＣ負荷１４に供給され、蓄電池１３はＤＣ電源１２から供給される直流電力によってフロート充電されている。   In Embodiment 2 configured as described above, when the storage battery 13 is float-charged (time zone from 18:00 on the previous day to 6:00 on the next day), the output voltage of the DC power supply 12 is V = Vf (42 .9V), the DC power from the DC power supply 12 is supplied to the DC load 14, and the storage battery 13 is float-charged by the DC power supplied from the DC power supply 12.

図１９に示すように、６時になるとＤＣ電源１２の出力電圧Ｖは、フロート充電時の出力電圧に比べて低下する。これにより、蓄電池１３の電圧がＤＣ電源１２の出力電圧よりも高い状態となり、ＤＣ負荷１４には蓄電池１３の放電による直流電力が供給される。また、６時から１８時の間は、太陽電池２０による発電が可能となるので、日射強度が１００％となる条件では、太陽電池２０からＤＣ負荷１４および蓄電池１３に電力が供給可能となる。また、日射強度が５０％または３０％となる気象条件では、太陽電池２０からの電力はＤＣ負荷１４にのみ供給される。１８時から翌日の６時までは、ＤＣ電源１２の出力電圧が蓄電池１３をフロート充電するための電圧に復帰するので、ＤＣ電源１２からはＤＣ負荷１４と蓄電池１３の双方に直流電力が供給される。これにより、蓄電池１３はＤＣ電源１２からの電力供給により回復充電状態に移行し、蓄電池１３の電池電圧は徐々に上昇することになる。   As shown in FIG. 19, at 6 o'clock, the output voltage V of the DC power source 12 is lower than the output voltage during float charging. As a result, the voltage of the storage battery 13 becomes higher than the output voltage of the DC power supply 12, and DC power is supplied to the DC load 14 by the discharge of the storage battery 13. Further, since power generation by the solar cell 20 is possible between 6 o'clock and 18 o'clock, power can be supplied from the solar cell 20 to the DC load 14 and the storage battery 13 under the condition that the solar radiation intensity is 100%. Further, under the weather condition where the solar radiation intensity is 50% or 30%, the electric power from the solar cell 20 is supplied only to the DC load 14. From 18:00 to 6:00 on the following day, the output voltage of the DC power supply 12 returns to a voltage for float charging the storage battery 13, so that DC power is supplied from the DC power supply 12 to both the DC load 14 and the storage battery 13. The As a result, the storage battery 13 shifts to a recovery charge state by supplying power from the DC power source 12, and the battery voltage of the storage battery 13 gradually increases.

このように、実施の形態２においては、ＤＣ電源１２と蓄電池１３とを接続する回路には太陽電池２０が接続されているので、再生可能エネルギーである太陽光を利用して発電された直流電力をＤＣ負荷１４に供給することができ、地球環境の改善に寄与することができる。   Thus, in Embodiment 2, since the solar cell 20 is connected to the circuit that connects the DC power source 12 and the storage battery 13, the DC power generated using sunlight that is renewable energy. Can be supplied to the DC load 14 and can contribute to the improvement of the global environment.

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、実施の形態１、２の直流電源システム１０は、ＤＣ負荷１４としての通信機器に電力を供給する構成としたが、ＤＣ負荷１４はサーバーを構成するＣＰＵやＬＥＤ照明機器などであってもよい。また、実施の形態２においては、ＤＣ電源１２に太陽電池２０を併設する構成としたが、再生可能エネルギーとしての風力で発電する風力発電機や水素を燃料として発電する燃料電池を併設する構成としてもよい。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration is not limited to the above embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, Included in the invention. For example, the DC power supply system 10 according to the first and second embodiments is configured to supply power to a communication device as the DC load 14, but the DC load 14 may be a CPU or LED lighting device that constitutes a server. Good. In the second embodiment, the solar battery 20 is provided in addition to the DC power source 12. However, a wind generator that generates power using wind power as a renewable energy and a fuel cell that generates power using hydrogen as fuel are provided. Also good.

１０ 直流電源システム
１１ 交流電源
１２ ＤＣ電源（直流電源）
１２１ 第一の電力監視手段
１２２ 第二の電力監視手段
１２３ 制御部
１３ 蓄電池
１３ａ 単電池
１４ ＤＣ負荷（直流負荷）
２０ 太陽電池 10 DC power supply system 11 AC power supply 12 DC power supply (DC power supply)
121 1st power monitoring means 122 2nd power monitoring means 123 Control part 13 Storage battery 13a Cell 14 DC load (DC load)
20 Solar cell

Claims (7)

商用電源から電力が供給される直流電源からの直流電力が供給される直流負荷と、前記直流電源からの直流電力によって充電される蓄電池とが並列に接続された直流電源システムであって、
前記直流電源の出力電圧には、前記蓄電池の充電および前記直流負荷への給電を行うための第一の電圧値と、前記第一の電圧値よりも低く設定され前記蓄電池の前記直流負荷への放電を可能とする第二の電圧値が有り、前記第二の電圧値は予め設定された所定の時間帯に対して設定され、前記蓄電池の放電特性および所望の放電量に対応する値であり、前記蓄電池の容量は、前記所定の時間帯の放電で使用される容量と停電時における前記直流負荷のバックアップに対応する容量とを合計したものとなっている、ことを特徴とする直流電源システム。 A DC power supply system in which a DC load supplied with DC power from a DC power supply supplied with power from a commercial power supply and a storage battery charged with DC power from the DC power supply are connected in parallel,
The output voltage of the DC power supply includes a first voltage value for charging the storage battery and supplying power to the DC load, and is set lower than the first voltage value, and the storage battery is supplied to the DC load. There is a second voltage value that enables discharge, the second voltage value is set for a predetermined time zone that is set in advance , and is a value that corresponds to the discharge characteristics of the storage battery and a desired discharge amount , capacity of the storage battery, a DC power supply system, wherein the predetermined has become the sum and capacity corresponding to the backup of the DC load in capacitance at the time of power failure, which is used in the discharge time zone, it . 前記直流電源には、前記直流負荷へ供給される電力を計測する第一の電力監視手段からの信号および前記蓄電池に対して出入りする電力を計測する第二の電力監視手段からの信号に基づき、前記直流電源の出力電圧を調整する制御部が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の直流電源システム。 Based on the signal from the first power monitoring means for measuring the power supplied to the DC load and the signal from the second power monitoring means for measuring the power to and from the storage battery, the DC power supply, 2. The DC power supply system according to claim 1, further comprising a controller that adjusts an output voltage of the DC power supply. 前記第二の電圧値は、前記蓄電池の使用環境温度に対応して調整可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の直流電源システム。 3. The DC power supply system according to claim 1, wherein the second voltage value can be adjusted in accordance with a use environment temperature of the storage battery. 前記第二の電圧値は、前記蓄電池の劣化度に対応して調整可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の直流電源システム。 Said second voltage value, the DC power supply system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that adjustable to correspond to the deterioration degree of the battery. 前記直流電源と前記蓄電池とを接続する回路には、再生可能エネルギーを利用して発電された直流電力が供給可能であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の直流電源システム。 Wherein the circuit connecting the DC power supply and the storage battery, DC according to any one of claims 1, wherein the DC power generated by renewable energy can be supplied 4 Power system. 前記所定の時間帯は、深夜電力料金が適用される時間帯に至るまであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の直流電源システム。 It said predetermined time period, the DC power supply system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that up to the time zone midnight power rate is applied. 前記蓄電池は、リチウムイオン二次電池から構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の直流電源システム。 The DC power supply system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the storage battery is composed of a lithium ion secondary battery.
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