JP6299514B2 - Power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池の発電および蓄電池の蓄放電量を制御する電力供給システムに関する。 The present invention relates to a power supply system that controls power generation of a fuel cell and storage / discharge amount of the storage battery.
従来、住宅に備えられた電力供給システムでは、系統電力からの電力を蓄電池に充電可能とし、それらの電力を住宅の電気負荷へと供給している。また蓄電池だけでなく、燃料電池等を連携させる電力供給システムも開示されている。このような電力供給システムでは、蓄電池と燃料電池の複合動作時の逆潮を防止するため、分電盤を二分し、蓄電池が放電する負荷と燃料電池の発電する負荷を分けている(たとえば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a power supply system provided in a house, power from the grid power can be charged in a storage battery, and the power is supplied to the electrical load of the house. Moreover, not only a storage battery but also a power supply system that links a fuel cell or the like is disclosed. In such a power supply system, in order to prevent reverse power flow during combined operation of the storage battery and the fuel cell, the distribution board is divided into two, and the load discharged from the storage battery and the load generated by the fuel cell are separated (for example, patents) Reference 1).
また燃料電池と蓄電池が1つの分電盤に併設される分散型電源システムも開示されているが、より省エネ、およびより経済的なエネマネ制御を実現することに着目している(たとえば特許文献2参照)。 A distributed power supply system in which a fuel cell and a storage battery are provided in one distribution board is also disclosed. However, attention is focused on realizing more energy-saving and more economical energy management (for example, Patent Document 2). reference).
前述の特許文献1に記載の技術では、ハード的に逆潮が起こらないように構成しているので、分電盤の2枚構成により、分電盤の大型化、部品点数の増加、製造コストの増加という問題がある。 The technology described in Patent Document 1 described above is configured so that the reverse power does not occur in hardware, so the configuration of two distribution boards increases the size of the distribution board, increases the number of parts, and manufacturing costs. There is a problem of increase.
また前述の特許文献2に記載の技術では、蓄電池からの放電および燃料電池の発電によって負荷が電力を消費している場合に、負荷が急変して消費電力量が少なくなると、逆潮流が発生するおそれがある。また逆潮流の発生を防ぐために、燃料電池を緊急停止させた場合には、緊急停止した状態から通常状態に復帰させるまでは専門の業者に作業してもらう必要があり、復帰するまで時間と手間がかかるという問題がある。 In the technique described in Patent Document 2 described above, when the load is consuming electric power due to discharge from the storage battery and power generation of the fuel cell, a reverse power flow occurs when the load suddenly changes and power consumption is reduced. There is a fear. In addition, in order to prevent reverse power flow, when a fuel cell is stopped urgently, it is necessary to have a specialized contractor work until it returns to the normal state from the emergency stop state. There is a problem that it takes.
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、電気負荷の消費電力量が急変して少なくなっても逆潮流の発生を防ぎつつ、燃料電池が停止することを抑制する電力供給システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and even if the power consumption of the electric load suddenly changes and decreases, the power that prevents the fuel cell from stopping while preventing the occurrence of reverse power flow. The purpose is to provide a supply system.
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。 The present invention employs the following technical means in order to achieve the aforementioned object.
本発明は、消費電力の多寡に応じて、蓄電池(33)の蓄放電量および燃料電池(15)の発電は発電停止を制御し、電力系統からの電力よりも蓄電池および燃料電池の電力を電気負荷にて優先的に消費されるように制御する制御手段(31)と、を含み、
制御手段は、燃料電池と蓄電池との両方が配線へ放電している場合に、取得手段によって取得された変化量が、蓄電池の上限値よりも大きい場合には、蓄電池が蓄電するように制御することを特徴とする電力供給システムである。
According to the present invention, the storage / discharge amount of the storage battery (33) and the power generation of the fuel cell (15) are controlled in accordance with the amount of power consumption, and the power generation stoppage is controlled. Control means (31) for controlling to be preferentially consumed by the load,
The control means controls so that the storage battery stores electricity when both the fuel cell and the storage battery are discharged to the wiring, and the change amount acquired by the acquisition means is larger than the upper limit value of the storage battery. This is a power supply system characterized by that.
このような本発明に従えば、消費電力の多寡に応じて、蓄電池の蓄放電量および燃料電池の発電または発電停止を制御し、電力系統からの電力よりも蓄電池および燃料電池の電力を電気負荷にて優先的に消費されるように制御される。これによって蓄電池の蓄電量と燃料電池の発電量を優先的に消費して、電力系統からの電力消費を抑制することができる。 According to the present invention, the storage battery discharge amount and the fuel cell power generation or power generation stoppage are controlled in accordance with the amount of power consumption, and the storage battery and fuel cell power is supplied to the electrical load rather than the power from the power system. It is controlled so that it is consumed preferentially. As a result, the power storage amount of the storage battery and the power generation amount of the fuel cell are preferentially consumed, and the power consumption from the power system can be suppressed.
また本発明では、取得手段によって消費電力の変化量を取得している。燃料電池と蓄電池との両方が配線へ放電している場合に、消費電力の変化量が大きくなると、逆潮流が発生するおそれがある。そこで本発明では、消費電力の変化量が蓄電池の応答速度の上限値よりも大きい場合には、蓄電池が蓄電するように制御手段によって制御される。蓄電池が蓄電すると、蓄電によって配線の電力が消費されるので、消費電力が増加することになる。これによって消費電力が急変して少なくなった場合でも、蓄電によって消費電力をあえて増やすことによって、逆潮流することを防ぐことができる。したがって消費電力が急に減少した場合であっても、逆潮流の発生を防ぎつつ、燃料電池を緊急停止することを抑制することができる。 In the present invention, the amount of change in power consumption is acquired by the acquisition means. When both the fuel cell and the storage battery are discharged to the wiring, if the amount of change in power consumption increases, reverse power flow may occur. Therefore, in the present invention, when the amount of change in power consumption is larger than the upper limit value of the response speed of the storage battery, the storage battery is controlled by the control means so as to store power. When the storage battery stores electricity, the power of the wiring is consumed by the electricity storage, so that the power consumption increases. Even if the power consumption changes suddenly and decreases due to this, it is possible to prevent reverse power flow by intentionally increasing the power consumption by storing electricity. Therefore, even when the power consumption suddenly decreases, it is possible to prevent the fuel cell from being stopped urgently while preventing the occurrence of reverse power flow.
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each above-mentioned means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に関して、図1〜図5を用いて説明する。電力供給システム10は、電力供給契約に基づいて電力供給元の電力系統から供給される供給電力を、建物内の交流電力線Lに接続された電気負荷に給電可能なシステムである。本実施形態の電力供給システム10では、深夜時間帯、たとえば24時から7時の時間帯の電力コストが他の時間帯の電力コストよりも安価な1つの(単一の)電力供給契約を締結している。そして電力会社の電力系統から供給される購入電力を建物内に導入する交流電力線Lには、時間帯別電力量計(図示せず)が配設されている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
電力供給システム10は、図1に示すように、たとえば住宅である建物内に配線された交流電力線L、蓄電ユニット11、太陽光発電機12、宅内負荷13、分電盤14、燃料電池15、電力センサーユニット16を備えている。建物内に配線された交流電力線Lは、たとえば単相3線式である1本の中性線と2本の電圧線とからなる電力線であって、電力会社の電力系統からの電力が分電盤14を介して供給されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
分電盤14には、主幹ブレーカ21、蓄電池用電流センサ22および燃料電池用電流センサ23が配設されている。主幹ブレーカ21は、交流電力線Lに流れる電流上限値を規制する漏電検知機能付きのブレーカである。また主幹ブレーカ21は、太陽光発電機12の太陽光PCS12aに接続され、太陽光PCS12aから流れる電流上限値を規制するブレーカとしても機能する。
The
また分電盤14内において、交流電力線Lは、主幹ブレーカ21を介して、蓄電ユニット11、燃料電池15、宅内負荷13、電力センサーユニット16が分岐している。このように交流電力線Lには、各種電気機器の宅内負荷13が接続され、宅内負荷13に給電可能となっている。
In the
また蓄電池用電流センサ22および燃料電池用電流センサ23は、主幹ブレーカ21の直後の交流電力線Lの電流を検出する。蓄電池用電流センサ22は、検出した電流に関する情報を蓄電ユニット11に与える。燃料電池用電流センサ23は、検出した電流に関する情報を燃料電池15に与える。蓄電ユニット11は、蓄電池用電流センサ22から与えられた情報に基づいて、電流を算出し、算出した電流値に関する情報を制御ECU31に与える。また電力センサーユニット16は、分電盤14内の電力を検出し、検出した電力量を各装置に送信する。
The storage
次に、太陽光発電機12に関して説明する。太陽光発電機12は、太陽光によって発電を行う太陽光発電手段であって、交流電力線Lに系統外電力を供給する。太陽光発電機12は、太陽光パネル12bと太陽光PCS12aとを備える。太陽光パネル12bは、たとえば建物の屋根に設けられ、太陽光を利用して発電する。太陽光パネル12bは、発電した太陽光電力を太陽光PCS12aに供給する。太陽光PCS12aは、主幹ブレーカ21を介して交流電力線Lに電気的に接続され、太陽光パネル12bからの直流電力を交流電力に変換して、交流電力線Lへ放電する。太陽光PCS12aは、図示は省略するがLAN(ローカルエリアネットワーク)接続され、各部と通信可能に構成される。
Next, the
次に、燃料電池15に関して説明する。燃料電池15は、化学反応によって発電し、発電した電力を配線へ放電可能である。燃料電池15は、水素またはメタノールなどを燃料とする複数の燃料電池セルを備える。燃料電池15の発電電圧は、燃料電池15の機種などに依存して異なる。燃料電池15は、内部に燃料電池PCSを有し、燃料電池PCSを介して交流電力線Lに電気的に並列に接続される。
Next, the
燃料電池PCSは、燃料電池15からの直流電力を交流電力に変換して交流電力線Lに放電する。したがって燃料電池15は、発電した直流電力を交流電力線Lへ放電可能である。燃料電池15は、燃料電池15に搭載された燃料電池監視ECU(図示せず)によって他の装置と通信可能に接続されている。燃料電池15は、燃料電池用電流センサ23およびHEMSモニタ32などと接続されて、相互に情報交換(情報伝達)が可能となっている。
The fuel cell PCS converts the DC power from the
次に、蓄電ユニット11に関して説明する。蓄電ユニット11は、たとえば建物の外部に設置され、蓄電装置、蓄電システムまたは「e−Station」とも呼ばれる。蓄電ユニット11は、交流電力線Lに電気的に接続されている。蓄電ユニット11は、HEMS(Home Energy Management System)モニタ32、制御ECU31および蓄電池33を備えている。
Next, the
蓄電池33は、電力を蓄電および放電可能な蓄電手段であって、たとえばリチウムイオン電池等の二次電池からなる単位電池を複数組み合わせた集合体である。蓄電池33は、内部に蓄電池PCSを有し、蓄電池PCSを介して交流電力線Lに電気的に並列に接続される。 The storage battery 33 is a power storage means capable of storing and discharging electric power, and is an aggregate obtained by combining a plurality of unit batteries made of secondary batteries such as lithium ion batteries. Storage battery 33 has storage battery PCS inside, and is electrically connected in parallel to AC power line L via storage battery PCS.
蓄電池PCSは、交流電力線Lからの交流電力を直流電力に変換して、蓄電池33に与える。また蓄電池PCSは、蓄電池33からの直流電力を交流電力に変換して交流電力線Lに放電する。したがって蓄電池33は、交流電力線Lからの交流電力を充電したり、蓄電された直流電力を交流電力線Lへ放電したりすることが可能となっている。このように蓄電池33は、太陽光発電機12によって発電された太陽光電力および電力系統から供給される供給電力を蓄電可能であるとともに、蓄電された電力を交流電力線Lへ放電可能である。
The storage battery PCS converts the AC power from the AC power line L into DC power and supplies it to the storage battery 33. The storage battery PCS converts the DC power from the storage battery 33 into AC power and discharges it to the AC power line L. Therefore, the storage battery 33 can charge the AC power from the AC power line L, or discharge the stored DC power to the AC power line L. As described above, the storage battery 33 can store the solar power generated by the
蓄電池33は、蓄電池33に搭載された蓄電池監視ECU(図示せず)によって他の装置と通信可能に接続されている。蓄電池33は、蓄電池用電流センサ22、制御ECU31およびHEMSモニタ32などとLAN接続されて、相互に情報交換(情報伝達)が可能となっている。
The storage battery 33 is communicably connected to other devices by a storage battery monitoring ECU (not shown) mounted on the storage battery 33. The storage battery 33 is connected to the storage
また蓄電池33は、充電および放電を制御する蓄電制御手段としても機能する。蓄電ユニット11は、内部にリレー(図示せず)を備え、リレーの接続状態を切り換えることによって、交流電力線Lと蓄電池33との接続状態を接続状態と切断状態とにわたって切り換えることができる。したがって、交流電力線Lと蓄電池33とが切断状態にある場合には、蓄電池33から交流電力線Lへの放電が停止される。
The storage battery 33 also functions as a power storage control unit that controls charging and discharging. The
次に、HEMSモニタ(蓄電池操作器)32に関して説明する。HEMSモニタ32は、各部の状態を表示する報知手段および各部を操作する操作手段として機能する。HEMSモニタ32は、たとえば建物内に配設される遠隔操作手段(所謂リモコン)である。HEMSモニタ32は、前述のように各部とLAN接続され、外部のセンターサーバ40とも通信可能である。HEMSモニタ32は、報知手段に相当する表示部、および、各部を操作する操作スイッチを備えている。表示部には、たとえば蓄電池33の蓄電状態、太陽電池の発電量、燃料電池15の発電状態、宅内負荷13による使用電力量などを表示する。また操作スイッチを操作することによって、蓄電池33への蓄電指示および各種設定などを行うことができる。またHEMSモニタ32は、センターサーバ40と通信して、所定の情報を取得可能である。
Next, the HEMS monitor (storage battery operating unit) 32 will be described. The HEMS monitor 32 functions as notifying means for displaying the state of each part and operating means for operating each part. The HEMS monitor 32 is, for example, remote operation means (so-called remote control) disposed in a building. As described above, the HEMS monitor 32 is LAN-connected to each unit and can communicate with the
次に、制御ECU31に関して説明する。制御ECU31は、構成の図示は省略するが、通信信号および電力センサーユニット等からの検出信号が入力される入力回路と、入力回路からの信号を用いて各種演算を実行するマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータによる演算に基づいて各部を制御する制御信号を出力する出力回路と、を備えている。マイクロコンピュータは、各種のデータ、演算結果等を記憶する記憶手段としてのロム(Read-Only Memory:略称ROM)、ラム(Random Access Memory:略称RAM)等を内蔵し、あらかじめ設定された制御プログラムや更新可能な制御プログラムが記憶されている。制御ECU31は、記憶手段に記憶されている制御プログラムを実行して、後述する各処理を実行する。制御ECU31は、HEMSモニタ32と同様に、各部とLAN接続される。制御ECU31は、HEMSモニタ32の操作スイッチによって入力された指示に従って、各部が動作するように各部に制御指令を与える。また制御ECU31は、各部の状態に応じた情報を表示するように、HEMSモニタ32の表示部を制御する。
Next, the
蓄電池33と燃料電池15には、それぞれ宅内の消費電力の変動に対して追従可能な応答速度の上限値が有る。この上限値を蓄電池33の特性値abおよび燃料電池15の特性値asとして、製造時に制御ECU31のROMまたはRAMに記憶されている。本実施形態では、蓄電池33の特性値abの方が、燃料電池15の特性値asよりも大きい値である。したがって蓄電池33の上限値と燃料電池15の上限値とを比較したときの大きい上限値は、本実施形態では蓄電池33の特性値abであるので、最大上限値は特性値abである。これによって蓄電池33の方が、出力電力の制御が燃料電池15よりも容易であり、宅内の消費電力の変動に対して追従しやすい。
Each of the storage battery 33 and the
制御ECU31は、たとえば電力が安価な深夜時間帯に蓄電ユニット11を作動させ、蓄電池33に蓄電を行わせる。これによって蓄電池33には、新たな蓄電量が加わることになる。蓄電池33は、深夜時間帯において、たとえば蓄電される上限量である満充電量(限界蓄電量)まで蓄電される。
For example, the
また制御ECU31は、宅内負荷13の消費電力の多寡に応じて、蓄電池33の蓄放電量および燃料電池15の発電量を制御する。したがって制御ECU31は、燃料電池15の発電または発電停止を制御する。そして制御ECU31は、電力系統からの電力よりも蓄電池33および燃料電池15の電力を宅内負荷13にて優先的に消費されるように制御する。これによって深夜電力を有効に利用することができる。またさらに制御ECU31は、太陽光発電機12が発電している場合には、太陽光によって発電された電力を最も優先的に使用するように制御する。これによって最もコストが安い太陽光発電を有効に利用することができる。
Further, the
次に、制御ECU31の制御に関して図2を用いて説明する。図2に示すフローは、蓄電池33および燃料電池15が放電している状態で、短時間に繰り返し実行される処理である。
Next, control of the
ステップS1では、蓄電池33の特性値abを読み込み、ステップS2に移る。特性値は、制御ECU31のROMに予め記憶されている。
In step S1, the characteristic value ab of the storage battery 33 is read, and the process proceeds to step S2. The characteristic value is stored in advance in the ROM of the
ステップS2では、現在の宅内の消費電力を電力センサーユニット16から取得し、ステップS3に移る。取得した消費電力量は、制御ECU31のRAMに取得した時間とともに記憶される。
In step S2, the current power consumption in the house is acquired from the
ステップS3では、現在の消費電力の変化量aを算出し、ステップS4に移る。ここで変化量aについて、図3を用いて説明する。変化量は、単位時間当たりに消費電力が変化した値である。したがって、たとえば図3に示すように、時間t1の間に、消費電力がy1だけ減少した場合の変化量a1は、y1/t1となる。同様に、時間t2の間に、消費電力がy2だけ減少した場合の変化量a2は、y2/t2となる。したがってステップS3では、制御ECU31に定期的に消費電力が取得されている値を用いて、記憶されている前回の消費電力量と今回の消費電力量との差を求め、測定周期で除算することによって現在の変化量aが算出される。
In step S3, the current power consumption change amount a is calculated, and the process proceeds to step S4. Here, the change amount a will be described with reference to FIG. The amount of change is a value in which the power consumption changes per unit time. Therefore, for example, as shown in FIG. 3, the amount of change a1 when the power consumption decreases by y1 during time t1 is y1 / t1. Similarly, the amount of change a2 when the power consumption decreases by y2 during time t2 is y2 / t2. Therefore, in step S3, the difference between the previous power consumption stored this time and the current power consumption is obtained using the value obtained by the
ステップS4では、変化量aが蓄電池33の特性値abより大きいか否かを判断し、大きい場合には、ステップS5に移り、大きくない場合には、本フローを終了する。蓄電池33の特性値abは、燃料電池15の特性値asよりも大きく最大上限値なので、この最大上限値よりも変化量aが大きい場合には、蓄電池33の電圧制御では宅内の消費電力の変動に追従できない。
In step S4, it is determined whether or not the change amount a is larger than the characteristic value ab of the storage battery 33. If the change amount a is larger, the process proceeds to step S5. Since the characteristic value ab of the storage battery 33 is larger than the characteristic value as of the
ステップS5では、変化量aが蓄電池33の特性値abより大きいので、蓄電池33を放電している放電モードから蓄電する蓄電モードに変更し、本フローを終了する。前述のように蓄電池33の電圧制御では宅内の消費電力の変動に追従できないので、このままでは逆潮流の発生を防ぐため燃料電池15を緊急停止する必要がある。そこで宅内の消費電力を増加するために、蓄電池33を蓄電モードに切り換える。これによって蓄電池33の蓄電によって消費電力が増加するので、消費電力の急激な落ち込みを抑えることができる。したがって燃料電池15の緊急停止を防止することができる。
In step S5, since the change amount a is larger than the characteristic value ab of the storage battery 33, the discharge mode in which the storage battery 33 is discharged is changed to the storage mode for storing power, and this flow ends. As described above, the voltage control of the storage battery 33 cannot follow the fluctuations in the power consumption in the house. Therefore, the
次に、宅内の消費電力が変動した場合の電力変化に関して、図4および図5を用いて説明する。図4では3つの波形を示し、それぞれが宅内負荷13の消費電力、蓄電池33の放電電力および燃料電池15の発電電力を示している。したがって燃料電池15および蓄電池33が配線に放電している。燃料電池15は、出力電圧は一定であり、変動しにくい。宅内の消費電力が変動した場合には、蓄電池33の放電電力を制御して、逆潮流が発生しないようにしている。
Next, the power change when the power consumption in the home fluctuates will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows three waveforms, each of which shows the power consumption of the home load 13, the discharge power of the storage battery 33, and the power generation of the
たとえば図4の時刻t41にて消費電力が減少すると、それを追従するように時刻t42にて蓄電池33の放電電力が減少するように制御する。時刻t41からの減少の変化量は小さく、緩やかな変化である。したがって変化量aが蓄電池33の特性値abよりも小さいので、蓄電池33の放電電力を制御することによって追従可能である。 For example, when the power consumption decreases at time t41 in FIG. 4, control is performed so that the discharge power of the storage battery 33 decreases at time t42 so as to follow the power consumption. The amount of change in decrease from time t41 is small and a gradual change. Therefore, since the change amount a is smaller than the characteristic value ab of the storage battery 33, it can be followed by controlling the discharge power of the storage battery 33.
また時刻t43にて消費電力が増加すると、同様に追従するように時刻t44から蓄電池33の放電電力が増加するように制御する。これも同様に緩やかな変化なので、追従可能である。これによって宅内の消費電力を、燃料電池15の発電電力と蓄電池33の放電電力によって賄うことができる。
Further, when the power consumption increases at time t43, control is performed so that the discharge power of the storage battery 33 increases from time t44 so as to follow similarly. This is also a gradual change and can be followed. As a result, the power consumption in the house can be covered by the generated power of the
図5にも同様に、3つの波形を示し、それぞれが宅内負荷13の消費電力、蓄電池33の放電電力および燃料電池15の発電電力を示している。図5の時刻t51にて消費電力が減少すると、それを追従するように時刻t52にて蓄電池33の放電電力が減少するように制御する。しかし時刻t51からの減少の変化量は大きく、急激な減少である。したがって変化量aが蓄電池33の特性値abよりも大きく、蓄電池33の放電電力を制御しても追従することが困難である。そこで時刻t52にて蓄電池33の放電モードから蓄電モードに切り換えるように制御する。これによって蓄電池33の放電電力は無くなり、代わりに、消費電力が蓄電によって増加する。これによって蓄電池33の放電電力と燃料電池15の発電電力の合計が、消費電力を上回ることを防ぐことができる。したがって逆潮流が発生することを防止しつつ、燃料電池15が緊急停止することを防ぐことができる。
Similarly, FIG. 5 shows three waveforms, each showing the power consumption of the home load 13, the discharge power of the storage battery 33, and the power generation of the
以上説明したように本実施形態の電力供給システム10は、取得手段である制御ECU31によって消費電力の変化量を取得している。燃料電池15と蓄電池33との両方が配線へ放電している場合に、消費電力の変化量が大きくなると、逆潮流が発生するおそれがある。そこで本実施形態では、消費電力の変化量が蓄電池33の応答速度の上限値である特性値abよりも大きい場合には、蓄電池33が蓄電するように制御ECU31によって制御される。蓄電池33が蓄電すると、蓄電によって配線の電力が消費されるので、消費電力が増加することになる。これによって消費電力が急変して少なくなった場合でも、蓄電によって消費電力をあえて増やすことによって、逆潮流することを防ぐことができる。したがって消費電力が急に減少した場合であっても、逆潮流の発生を防ぎつつ、燃料電池15を緊急停止することを抑制することができる。
As described above, the
換言すると、従来は負荷が急変した場合、蓄電池33の放電電力は負荷追従するのに対し、燃料電池15は追従速度が遅く、場合によっては、逆潮流を発生して緊急停止していた。そこで分電盤14の1枚構成で蓄電池33の放電と燃料電池15からの発電を両立でき、宅内の消費電力が急変動した場合でも逆潮流を発生せず、機器を緊急停止させないことが臨まれていた。本実施形態では、短周期での宅内負荷13の急変動を検知して蓄電モードに切替えることによって、燃料電池15を緊急停止、たとえば逆電力継電器(RPR)が解列し、サービスマンを呼ぶモードになる状態から回避することができる。
In other words, conventionally, when the load suddenly changes, the discharge power of the storage battery 33 follows the load, whereas the
また本実施形態では、蓄電池33の上限値と燃料電池15の上限値とを比較し、大きい上限値の値を最大上限値とし、消費電力の変化量が最大上限値である特性値abよりも大きい場合には、蓄電池33が蓄電するように制御ECU31によって制御される。これによって配線に放電している装置が複数あったとしても、消費電力の変化に追従できるかを判断して、蓄電池33の蓄電と放電との切替えを行うことができる。
In the present embodiment, the upper limit value of the storage battery 33 and the upper limit value of the
さらに本実施形態では、制御ECU31に記憶されている上限値は、電力供給システム10の初期設定時に設定される。上限値は製品の固有値で変わらない値であるので、初期設定時に設定されることによって、確実に上限値を設定することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the upper limit value stored in the
また本実施形態では、制御ECU31は、外部と通信する通信手段として機能し、センターサーバ40と通信可能である。したがって制御ECU31に記憶されている上限値は、電力供給システム10の初期設定時にセンターサーバ40から取得してもよい。これによって、たとえば制御ECU31に接続される各装置の製品ナンバーから特性値を取得することができる。これによってユーザが手動で設定する場合に比べて、ミスがなくなり、容易に設定することができる。また電力供給システム10に接続する蓄電池33などを交換した場合や、設定を初期化した場合などの再設定時に有効である。
In the present embodiment, the
(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。 The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to the range of these description. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
前述の第1実施形態では、蓄電池33は1つだけであったが、蓄電池33が1つに限るものではなく、複数であってもよい。この場合は、複数の蓄電池33をまとめて1つの蓄電池33とみなす特性値があれば、その特性値を用いるのが好ましい。 In the first embodiment described above, only one storage battery 33 is provided, but the number of storage batteries 33 is not limited to one, and a plurality of storage batteries 33 may be provided. In this case, if there is a characteristic value in which a plurality of storage batteries 33 are collectively regarded as one storage battery 33, it is preferable to use the characteristic value.
また前述の第1実施形態では、制御ECU31が変化量を算出し、算出した変化量を制御ECU31自信が取得することによって取得手段として機能しているが、このような構成に限るものではない。制御ECU31以外の他の演算装置が算出した値を制御ECU31が通信などによって取得してもよい。
In the first embodiment described above, the
また前述の第1実施形態では、深夜時間帯に蓄電池33を満充電しているが、満充電に限るものではなく、深夜時間帯を除く時間の必要量を充電するように制御してもよい。たとえば制御装置は、省エネルギ、低ランニングコストのため、天候を予測し、天候予測等に基づく昼間の太陽光発電量を予測し、この太陽光発電量と一般負荷による予測電力量を加味して深夜料金時間帯の予測蓄電量を決定するようにしてもよい。 In the first embodiment described above, the storage battery 33 is fully charged during the midnight time period, but the storage battery 33 is not limited to the full charge, and may be controlled to charge the required amount of time excluding the midnight time period. . For example, the control device predicts the weather for energy saving and low running cost, predicts the amount of solar power generation in the daytime based on the weather forecast, etc. You may make it determine the estimated electrical storage amount of the late-night charge time zone.
また前述の第1実施形態では、建物は住宅であったが、これに限定されるものではない。たとえば、建物は、店舗、工場、倉庫等であってもかまわない。 In the first embodiment described above, the building is a house, but the present invention is not limited to this. For example, the building may be a store, a factory, a warehouse, or the like.
また前述の第1実施形態では、特定時間帯は、深夜時間帯(24時から7時の時間帯)であるが、このような時間帯に限るものではなく、電力供給契約によって適宜変更されるものである。 In the first embodiment described above, the specific time zone is a midnight time zone (a time zone from 24:00 to 7 o'clock), but is not limited to such a time zone, and is appropriately changed according to the power supply contract. Is.
前述の第1実施形態では、太陽光発電機12を含む構成であったが、太陽光発電機12に換えて風力発電機を備えていてもよく、これらの発電機を備えていなくてもよい。
In the first embodiment described above, the
また前述の第1実施形態では、蓄電ユニット11は、たとえば建物の外部に固定されている構成であったが、このような構成に限るものではない。蓄電池33は、たとえば車載蓄電池を搭載したプラグハイブリッド(PHV)自動車であってもよく、電気自動車であってもかまわない。また、蓄電池33を搭載した車両であれば、蓄電池33に蓄えた電力を車両の駆動に用いるものにも限定されるものではない。このような車両を配線に接続し、車載蓄電池を第1実施形態の蓄電池33と同様に制御することができる。
In the first embodiment described above, the
10…電力供給システム 13…宅内負荷(電気負荷)
14…分電盤 15…燃料電池
22…蓄電池用電流センサ 23…燃料電池用電流センサ
31…制御ECU(記憶手段,取得手段,制御手段,通信手段)
32…HEMSモニタ 33…蓄電池
40…センターサーバ
10 ... Power supply system 13 ... Home load (electric load)
DESCRIPTION OF
32 ... HEMS monitor 33 ...
Claims (5)
前記配線に接続され、前記電力系統から供給される前記供給電力を蓄電可能であるとともに、蓄電された電力を前記配線へ放電可能な蓄電池(33)と、
化学反応によって発電し、発電した電力を前記配線へ放電可能な燃料電池(15)と、
前記蓄電池の電力の応答速度の上限値が記憶されている記憶手段(31)と、
前記配線における消費電力が減少した場合の単位時間当たりの変化量を取得する取得手段(31)と、
前記消費電力の多寡に応じて、前記蓄電池の蓄放電量および前記燃料電池の発電量を制御し、前記電力系統からの電力よりも前記蓄電池および前記燃料電池の電力を前記電気負荷にて優先的に消費されるように制御する制御手段(31)と、を含み、
前記制御手段は、前記燃料電池と前記蓄電池との両方が前記配線へ放電している場合に、前記取得手段によって取得された変化量が、前記蓄電池の上限値よりも大きい場合には、前記蓄電池が蓄電するように制御することを特徴とする電力供給システム。 A power supply system (10) capable of supplying power supplied to a building from a power supply source power system based on a power supply contract to an electrical load (13) connected to the wiring of the building,
A storage battery (33) connected to the wiring and capable of storing the supplied power supplied from the power system and capable of discharging the stored power to the wiring;
A fuel cell (15) capable of generating electric power by chemical reaction and discharging the generated electric power to the wiring;
Storage means (31) in which the upper limit value of the response speed of the electric power of the storage battery is stored;
Acquisition means (31) for acquiring a change amount per unit time when power consumption in the wiring decreases;
According to the amount of power consumption, the storage / discharge amount of the storage battery and the power generation amount of the fuel cell are controlled, and the power of the storage battery and the fuel cell is prioritized by the electric load over the power from the power system. Control means (31) for controlling to be consumed by
When the change amount acquired by the acquisition unit is larger than the upper limit value of the storage battery when both the fuel cell and the storage battery are discharged to the wiring, the control unit Is controlled so as to store electricity.
前記蓄電池の上限値と前記燃料電池の上限値とを比較し、大きい上限値の値を最大上限値とし、
前記制御手段は、前記燃料電池と前記蓄電池との両方が前記配線へ放電している場合に、前記取得手段によって取得された変化量が、前記最大上限値よりも大きい場合には、前記蓄電池が前記供給電力を蓄電するように制御することを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。 The storage means stores an upper limit value of the response speed of the power of the fuel cell together with an upper limit value of the storage battery,
Comparing the upper limit value of the storage battery and the upper limit value of the fuel cell, the value of a large upper limit value as the maximum upper limit value,
When the change amount acquired by the acquisition unit is larger than the maximum upper limit when both of the fuel cell and the storage battery are discharged to the wiring, the control unit The power supply system according to claim 1, wherein the power supply is controlled to be stored.
前記記憶手段に記憶されている前記上限値は、前記電力供給システムの初期設定時に前記通信手段によって外部から取得して設定されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の電力供給システム。 A communication means (31) for communicating with the outside;
The said upper limit value memorize | stored in the said memory | storage means is acquired and set from the outside by the said communication means at the time of the initial setting of the said electric power supply system, The setting of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Power supply system.
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