JP6458891B1

JP6458891B1 - 蓄電システム及び蓄電装置

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Publication number: JP6458891B1
Application number: JP2018026801A
Authority: JP
Inventors: 剛幸松本
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2038-02-19
Also published as: JP2019146314A; CN110176788B; CN110176788A

Abstract

【課題】エネルギーの利用効率が高く、リスク低減された安価なシステムを実現できる蓄電システムを提供する。【解決手段】直流電力を蓄電する蓄電池が接続された蓄電装置を基本単位とし、ＤＣ接続バスに接続された複数の蓄電装置間で電力融通を実行する蓄電システムであって、蓄電装置は、ＤＣ接続バスのグリッド電圧の増加に従い放電電流が低下する放電特性に基づく放電用、もしくは前記グリッド電圧の増加に従い充電電流が増加する充電特性に基づく充電用に設定可能な第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介してＤＣ接続バスに接続され、放電特性における放電方向の電流を正と定義すると共に、充電特性における充電方向の電流を正と定義した場合、放電特性と充電特性とは交差するように設定されている。【選択図】図４

Description

本発明は、分散設置された複数の電力蓄電装置間で電力融通を行う蓄電システム及び蓄電装置に関する。

近年、自然エネルギーの利用方法として、系統連系ではなく自己消費（自家消費）システムへのシフトが予想されている。自己消費システムとしては、例えば、防災拠点において、太陽電池装置で発電された電力を蓄電する蓄電装置が考えられる。

さらに、これらの蓄電装置を分散設置した自立分散型電力ネットワークも研究され、各蓄電装置間で電力の融通制御を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２８８１６２号公報

しかしながら、従来技術では、需要家集団内で需要家間の電力融通制御を集中管理している。従って、電力融通制御を集中管理しているコントローラのダウンによりシステム全体の電力融通制御ができなくなるため、システム効率、リスク管理の面で問題が生じる。

本発明の目的は、従来技術の上記問題を解決し、エネルギーの利用効率が高く、リスク低減された安価なシステムを実現できる蓄電システムを提供することにある。

本発明の蓄電システムは、直流電力を蓄電する蓄電池が接続された蓄電装置を基本単位とし、ＤＣ接続バスに接続された複数の前記蓄電装置間で電力融通を実行する蓄電システムであって、複数の前記蓄電装置は、前記ＤＣ接続バスに接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを充電用または放電用として設定する融通制御部と、をそれぞれ備え、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、出力電圧特性に基づいて、前記ＤＣ接続バスのグリッド電圧の制御で個別に充電または放電を制御し、前記出力電圧特性において、放電特性は、放電方向の電流を正と定義した場合、放電電流の低下により前記グリッド電圧が増加する負の傾きを有すると共に、充電特性は、充電方向の電流を正と定義した場合、充電電流の増加により前記グリッド電圧が増加する正の傾きを有し、前記放電特性と前記充電特性とは交差するように設定されていることを特徴とする。
本発明の蓄電装置は、直流電力を蓄電する蓄電池とＤＣ接続バスとの間に接続され、前記ＤＣ接続バスに接続された他の蓄電装置との間で電力融通を実行する蓄電装置であって、前記ＤＣ接続バスに接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを充電用または放電用として設定する融通制御部と、を具備し、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、出力電圧特性に基づいて、前記ＤＣ接続バスのグリッド電圧の制御で個別に充電または放電を制御し、前記出力電圧特性において、放電特性は、放電方向の電流を正と定義した場合、放電電流の低下により前記グリッド電圧が増加する負の傾きを有すると共に、充電特性は、充電方向の電流を正と定義した場合、充電電流の増加により前記グリッド電圧が増加する正の傾きを有し、前記放電特性と前記充電特性とは交差するように設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、ＤＣ接続バスに接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを放電用と充電用とに切り換えるだけで、各蓄電装置１間を電力融通制御させることができ、エネルギーの利用効率が高く、リスク低減された安価なシステムを実現できるという効果を奏する。

本発明に係る蓄電システムの実施の形態の構成例を示す構成図である。図１に示す蓄電装置の構成を示すブロック図である。図１に示す蓄電装置による電力融通動作を説明する説明図である。図２に示す第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧特性を示す図である。図２に示す融通制御部による第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの設定動作を説明するフローチャートである。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付して適宜説明を省略する。

本実施の形態は、図１を参照すると、蓄電池２が接続された蓄電装置１を１つの基本単位として、複数の蓄電装置１をＤＣ接続バス２０で並列に接続し、蓄電装置１間の電力融通を実施する蓄電システムである。なお、ＤＣ接続バス２０は、無電化地域や防災地区等の安定した電源（電力系統等）に接続されていないＤＣグリッドを形成する。また、図１には、３台の蓄電装置１をＤＣ接続バス２０に接続した例が示されているが、ＤＣ接続バス２０に接続する蓄電装置１の台数に制限はない。

蓄電装置１は、電力融通端子Ｔ１と、蓄電地接続端子Ｔ２と、ＰＶ接続端子Ｔ３と、負荷接続端子Ｔ４とをそれぞれ備えている。

電力融通端子Ｔ１は、ＤＣ接続バス２０に接続され、直流電力を送受電する端子である。蓄電地接続端子Ｔ２は、接続された蓄電池２の充放電用の端子である。ＰＶ接続端子Ｔ３は、接続箱３１を介して接続された太陽電池３によって発電された直流電力を受電する端子である。負荷接続端子Ｔ４は、接続された負荷４に電力を供給する端子である。

蓄電装置１は、図２を参照すると、第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１（以下、第１ＤＣ／ＤＣ１１と称す）と、第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２（以下、第２ＤＣ／ＤＣ１２と称す）と、ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、ＰＣＳ１４と、電流センサ１５、１６と、充電量検出部１７と、融通制御部１８とを備えている。そして、第１ＤＣ／ＤＣ１１と、第２ＤＣ／ＤＣ１２と、ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータ１３及びＰＣＳ１４は、ＤＣリンク１９を介して接続されている。

第１ＤＣ／ＤＣ１１は、電力融通端子Ｔ１とＤＣリンク１９との間に接続される。これにより、図３に示すように、ＤＣ接続バス２０には、第１ＤＣ／ＤＣ１１が複数並列に接続されることになる。

第１ＤＣ／ＤＣ１１は、充電用または放電用として設定され、図４に示す出力電圧特性（ドループ特性）に基づいて、ＤＣ接続バス２０の電圧（以下、グリッド電圧と称す）制御で個別に制御する。

図４に示す出力電圧特性において、放電特性は、グリッド電圧の増加に従い放電電流が低下する負の傾きを有し、グリッド電圧Ｖ_２で放電電流がゼロになるように設定されている。また、充電特性は、グリッド電圧Ｖ_２よりも低いグリッド電圧Ｖ_１で充電電流がゼロでＤＣ接続バス２０のグリッド電圧の増加に従い充電電流が増加する正の傾きに設定されている。なお、図４において、充電特性では充電方向の電流を正とし、放電特性では放電方向の電流を正としている。

図３（ａ）に示すように、充電用に設定された第１ＤＣ／ＤＣ１１と、放電用に設定された第１ＤＣ／ＤＣ１１とがＤＣ接続バス２０に１台ずつ接続された状態では、図４（a）に示すように、充電特性と放電特性との交点が動作点Ａとなる。この場合、動作点Ａでのグリッド電圧Ｖ_ａは、グリッド電圧Ｖ_１よりも大きくグリッド電圧Ｖ_２よりも低い値となる。そして、第１ＤＣ／ＤＣ１１が放電用に設定された蓄電装置１からの放電電流がａ（Ａ）となると共に、第１ＤＣ／ＤＣ１１が充電用に設定された蓄電装置１への充電電流がａ（Ａ）となり、１台の蓄電装置１から１台の蓄電装置１に電力融通が実行される。

図３（ｂ）に示すように、充電用に設定されたＮ台の第１ＤＣ／ＤＣ１１と、放電用に設定された１台の第１ＤＣ／ＤＣ１１とがＤＣ接続バス２０に接続された状態では、図４（ｂ）に示すように、Ｎ倍の傾きの充電特性と放電特性との交点が動作点Ｂとなる。この場合も、動作点Ｂでのグリッド電圧Ｖ_ｂは、グリッド電圧Ｖ_１よりも大きくグリッド電圧Ｖ_２よりも低い値となる。そして、第１ＤＣ／ＤＣ１１が放電用に設定された１台の蓄電装置１からの放電電流がｂ（Ａ）となると共に、第１ＤＣ／ＤＣ１１が充電用に設定されたＮ台の蓄電装置１への充電電流がそれぞれｂ／Ｎ（Ａ）となり、１台の蓄電装置１からＮ台の蓄電装置１に分配して電力融通が実行される。

図３（ｃ）に示すように、充電用に設定された１台の第１ＤＣ／ＤＣ１１と、放電用に設定されたＭ台の第１ＤＣ／ＤＣ１１とがＤＣ接続バス２０に接続された状態では、図４（ｃ）に示すように、充電特性とＭ倍の傾きの放電特性との交点が動作点Ｃとなる。この場合も、動作点Ｃでのグリッド電圧Ｖ_ｃは、グリッド電圧Ｖ_１よりも大きくグリッド電圧Ｖ_２よりも低い値となる。そして、第１ＤＣ／ＤＣ１１が放電用に設定されたＭ台の蓄電装置１からの放電電流がそれぞれｃ／Ｍ（Ａ）となると共に、第１ＤＣ／ＤＣ１１が充電用に設定された１台の蓄電装置１への充電電流がｃ（Ａ）となり、Ｍ台の蓄電装置１が分担して１台の蓄電装置１に電力融通が実行される。

上述のように動作点Ａ〜Ｃでのグリッド電圧Ｖ_ａ〜Ｖ_ｃは、いずれもグリッド電圧Ｖ_１よりも大きくグリッド電圧Ｖ_２よりも低い値となる。従って、放電特性で放電電流がゼロとなるグリッド電圧Ｖ_２をグリッド電圧の電圧上限値に、充電特性で充電電流がゼロとなるグリッド電圧Ｖ_１をグリッド電圧の電圧下限値にそれぞれ設定すると、グリッド電圧が適正範囲内で運用されることになる。

第２ＤＣ／ＤＣ１２は、蓄電地接続端子Ｔ２とＤＣリンク１９との間に接続され、ＤＣリンク１９のＤＣリンク電圧一定制御（固定値制御）で蓄電池２を充放電する充放電器である。第２ＤＣ／ＤＣ１２は、蓄電池２を充電する際、ＤＣリンク１９の直流電圧を蓄電池２の充電に適した電圧に変換して蓄電池２への充電を行う。また、第２ＤＣ／ＤＣ１２は、蓄電池２から放電する際、蓄電池２の直流電圧をＤＣリンク１９の直流電圧に変換して蓄電池２からの放電を行う。

ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、ＰＶ接続端子Ｔ３とＤＣリンク１９との間に接続され、太陽電池３によって発電された直流電力を受電する最大電力点追従方式（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）のＤＣ／ＤＣコンバータである。ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、太陽電池３から受電した直流電力をＤＣリンク１９に出力する。

ＰＣＳ１４は、負荷接続端子Ｔ４とＤＣリンク１９との間に接続され、ＤＣリンク１９の直流電圧を負荷４に適した電力に変換して負荷４に供給するパワーコンディショナシステムである。

電流センサ１５は、蓄電池２が充放電される際の充放電電流を検出し、充電量検出部１７に出力する。

電流センサ１６は、太陽電池３の発電電流Ｉｐｖを検出し、融通制御部１８に出力する。

充電量検出部１７は、蓄電池２の充電量レベルとして、電流センサ１５によって検出された蓄電池２の充放電電流に基づいて、蓄電池２の充電量としてＳＯＣ（State of charge）を算出する。充電量検出部１７は、蓄電池２の充電電流と、放電電流とそれぞれ積算し、その差分値に基づいてＳＯＣを算出する。なお、ＳＯＣの算出は、蓄電池２の端子電圧等に基づいて算出しても良い。

融通制御部１８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の情報処理部である。ＲＯＭには制御プログラムが記憶されている。融通制御部１８のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムをＲＡＭに展開させることで動作する。

融通制御部１８は、太陽電池３の発電状態と、蓄電池２の充電量とに基づいて、第１ＤＣ／ＤＣ１１を放電用もしくは充電用に設定する。

以下、融通制御部１８による第１ＤＣ／ＤＣ１１の設定動作について図５を参照して詳細に説明する。
図５を参照すると、融通制御部１８は、太陽電池３の発電の有無を判断するため、電流センサ１６によって検出される発電電流Ｉｐｖが０（Ａ）以下か否かを判断する（ステップＳ１０１）。なお、発電電流Ｉｐｖではなく、別途に設けた照度計の出力に基づいて発電の有無を判断しても良く、また、時刻によって発電の有無を判断するようにしても良い。

融通制御部１８は、ステップＳ１０１で発電電流Ｉｐｖが０（Ａ）以下の場合に太陽電池３が未発電状態と判断する。そして、融通制御部１８は、充電量検出部１７によって算出されたＳＯＣが、電池残量が十分か否かを判断するための下側閾値ＴＨ_１（例えば、２０％）以上か否かを判断する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２でＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１以上の場合、融通制御部１８は、電池残量が十分であると判断し、第１ＤＣ／ＤＣ１１を放電用に設定する（ステップＳ１０３）。これにより、ＤＣ接続バス２０に接続され他の蓄電装置１に電力を融通する放電可能状態になる。そして、蓄電池２に接続された第２ＤＣ／ＤＣ１２はＤＣリンク電圧一定制御のため、負荷４に供給する負荷電流Ｉｒ及び第１ＤＣ／ＤＣ１１への安定供給状態となる。

ステップＳ１０２でＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１未満の場合、融通制御部１８は、電池残量が不十分であると判断し、第１ＤＣ／ＤＣ１１を充電用に設定する（ステップＳ１０４）。これにより、ＤＣ接続バス２０に接続され他の蓄電装置１から電力を融通される充電可能状態になる。そして、蓄電池２に接続された第２ＤＣ／ＤＣ１２はＤＣリンク電圧一定制御のため、負荷電流Ｉｒへの安定供給状態、且つ第１ＤＣ／ＤＣ１１からの安定充電状態となる。

融通制御部１８は、ステップＳ１０１で発電電流Ｉｐｖが０（Ａ）を上回る場合に太陽電池３が発電状態と判断する。そして、融通制御部１８は、充電量検出部１７によって算出されたＳＯＣが、電池残量が満充電に近づいているか否かを判断するための上側閾値ＴＨ_２（例えば、７０％）以上か否かを判断する（ステップＳ１０５）。なお、上側閾値ＴＨ_２は、下側閾値ＴＨ_１よりも大きい値に設定されている。

ステップＳ１０５でＳＯＣが上側閾値ＴＨ_２以上の場合、融通制御部１８は、電池残量が満充電に近づいていると判断し、第１ＤＣ／ＤＣ１１を放電用に設定する（ステップＳ１０３）。これにより、ＤＣ接続バス２０に接続され他の蓄電装置１に電力を融通する放電可能状態になる。そして、蓄電池２に接続された第２ＤＣ／ＤＣ１２はＤＣリンク電圧一定制御のため、総発電量Ｉｃがゼロ未満で負荷電流Ｉｒ及び第１ＤＣ／ＤＣ１１への安定供給状態となり、総発電量Ｉｃがゼロ以上で発電電力の安定充電状態、且つ第１ＤＣ／ＤＣ１１への安定供給状態となる。なお、図１に示すように、ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータ１３及びＰＣＳ１４から見た総発電量をＩｃと定義する。

ステップＳ１０５でＳＯＣが上側閾値ＴＨ_２未満の場合、融通制御部１８は、電池残量が満充電に近づいておらず、蓄電余力があると判断し、第１ＤＣ／ＤＣ１１を充電用に設定する（ステップＳ１０４）。これにより、ＤＣ接続バス２０に接続され他の蓄電装置１から電力を融通される充電可能状態になる。そして、蓄電池２に接続された第２ＤＣ／ＤＣ１２はＤＣリンク電圧一定制御のため、総発電量Ｉｃがゼロ未満で負荷電流Ｉｒへの安定供給状態、且つ発電電力の安定充電状態となり、総発電量Ｉｃがゼロ以上で発電電力の安定充電状態となる。

なお、融通制御部１８は、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０５の判断を定期的に行っており、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０５の判断が変化した場合に、上述の設定動作を実行する。これにより、太陽電池３の発電状態や、蓄電池２の充電量の変化に対応することができる。

これにより、夜間、太陽電池３が発電していない状態においては、充電量が十分でＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１以上の蓄電装置１は放電可能状態として待機する。そして、ＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１未満になった蓄電装置１から充電可能状態に遷移し、電力の融通を受けることができる。

また、日中、太陽電池３が発電し蓄電池２を充電している状態において、蓄電池２の充電量が浅くＳＯＣが上側閾値ＴＨ_２未満の蓄電装置１は充電可能状態として待機する。そして、ＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１以上になった蓄電装置１が充電可能状態から放電可能状態に遷移し，充電可能状態で待機している蓄電装置１へ電力を融通する。

なお、本実施の形態では、各蓄電装置１における第１ＤＣ／ＤＣ１１の放電特性及び充電特性の傾きは同じものとして説明した。しかし、放電特性及び充電特性は、傾きを制御することにより充放電量の重みづけ制御が可能である。すなわち、放電特性の傾きが異なる第１ＤＣ／ＤＣ１１が並列に接続されている場合、放電特性の傾きが大きい第１ＤＣ／ＤＣ１１の放電量が大きくなる。同様に、充電特性の傾きが異なる第１ＤＣ／ＤＣ１１が並列に接続されている場合、充電特性の傾きが大きい第１ＤＣ／ＤＣ１１の充電量が大きくなる。

また、本実施の形態では、蓄電装置１の第１ＤＣ／ＤＣ１１は、充電用と放電用とのいずれかに設定されるように構成したが、充電用と放電用との間の状態として停止状態を設けても良い。

この場合、例えば、下側閾値ＴＨ_１よりも小さい下側限界閾値（例えば、１０％）を設けると共に、上側閾値ＴＨ_２よりも大きい上側限界閾値（例えば、９０％）を設ける。

そして、ステップＳ１０１で発電電流Ｉｐｖが０（Ａ）以下の場合、ＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１以上で放電用に、ＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１未満且つ下側限界閾値以上で停止状態に、ＳＯＣが下側限界閾値未満で充電用に設定すると良い。

また、ステップＳ１０１で発電電流Ｉｐｖが０（Ａ）を上回る場合、ＳＯＣが上側限界閾値以上で放電用に、ＳＯＣが上側限界閾値未満且つ上側閾値ＴＨ_２以上で停止状態に、ＳＯＣが上側閾値ＴＨ_２未満で充電用に設定すると良い。

以上説明したように、本実施の形態によれば、直流電力を蓄電する蓄電池２が接続された蓄電装置１を基本単位とし、ＤＣ接続バス２０に接続された複数の蓄電装置１間で電力融通を実行する蓄電システムであって、蓄電装置１は、ＤＣ接続バス２０のグリッド電圧の増加に従い放電電流が低下する放電特性に基づく放電用、もしくは前記グリッド電圧の増加に従い充電電流が増加する充電特性に基づく充電用に設定可能な第１ＤＣ／ＤＣ１１を介してＤＣ接続バス２０に接続され、放電特性における放電方向の電流を正と定義すると共に、充電特性における充電方向の電流を正と定義した場合、放電特性と充電特性とは交差するように設定されている。
この構成により、電力融通制御の集中管理を行う必要がなく、自己消費（自家消費）システムをターゲットに小型の蓄電装置１を分散設置することができる。そして、ＤＣ接続バス２０に接続された第１ＤＣ／ＤＣ１１を放電用と充電用とに切り換えるだけで、各蓄電装置１間を電力融通制御させることができ、エネルギーの利用効率が高く、リスク低減された安価なシステムを実現できる。

さらに、本実施の形態は、放電特性において放電電流がゼロになるグリッド電圧Ｖ_２は、グリッド電圧の電圧上限値に、前記充電特性において充電電流がゼロになるグリッド電圧Ｖ_１は、グリッド電圧の電圧下限値にそれぞれ設定されている。
この構成により、動作点Ａ〜Ｃでのグリッド電圧Ｖ_ａ〜Ｖ_ｃは、いずれもグリッド電圧Ｖ_１よりも大きくグリッド電圧Ｖ_２よりも低い値となる。従って、グリッド電圧が適正範囲内で運用されることになる。

さらに、本実施の形態は、蓄電池の充電量に基づいて、蓄電池２の充電量が閾値以上の場合には第１ＤＣ／ＤＣ１１を放電用に、蓄電池２の充電量が閾値未満の場合には第１ＤＣ／ＤＣ１１を充電用に設定する融通制御部１８を備えている。
この構成により、蓄電池の充電量に基づいて、ＤＣ接続バス２０に接続された第１ＤＣ／ＤＣ１１を放電用と充電用とに切り換えることができる。

さらに、本実施の形態は、蓄電装置１に発電装置として太陽電池３が接続されている場合、融通制御部１８は、太陽電池３が未発電状態であると判断すると、蓄電池２の充電量が十分か否かを判断するための下側閾値ＴＨ１以上の場合には第１ＤＣ／ＤＣ１１を放電用に、蓄電池２の充電量が下側閾値ＴＨ１未満の場合には第１ＤＣ／ＤＣ１１を充電用に設定し、太陽電池３が発電状態であると判断すると、蓄電池２の充電量が満充電に近づいているか否かを判断するための上側閾値ＴＨ２以上の場合には第１ＤＣ／ＤＣ１１を放電用に、蓄電池２の充電量が上側閾値ＴＨ２未満の場合には第１ＤＣ／ＤＣ１１を充電用に設定する。
この構成により、太陽電池３の発電状態が変化する夜間と日中とで、それぞれ適切な電力融通制御に変更することができる。

さらに、本実施の形態は、直流電力を蓄電する蓄電池２とＤＣ接続バス２０との間に接続され、ＤＣ接続バス２０に接続された他の蓄電装置１との間で電力融通を実行する蓄電装置１であって、ＤＣ接続バス２０のグリッド電圧の増加に従い放電電流が低下する放電特性に基づく放電用、もしくは前記グリッド電圧の増加に従い充電電流が増加する充電特性に基づく充電用に設定可能な第１ＤＣ／ＤＣ１１を介してＤＣ接続バス２０に接続され、放電特性における放電方向の電流を正と定義すると共に、充電特性における充電方向の電流を正と定義した場合、放電特性と充電特性とは交差するように設定されている。
この構成により、電力融通制御の集中管理を行う必要がなく、自己消費（自家消費）の側電システムに蓄電装置１を簡単に接続することができる。そして、ＤＣ接続バス２０に接続された第１ＤＣ／ＤＣ１１を放電用と充電用とに切り換えるだけで、他の蓄電装置１との間で電力融通制御させることができ、エネルギーの利用効率が高く、リスク低減された安価なシステムを実現できる。

以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、上記実施形態は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更して実施できることは言うまでもない。

１蓄電装置
２蓄電池
３太陽電池
４負荷
１１第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
１３ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータ
１４ＰＣＳ
１５、１６電流センサ
１７充電量検出部
１８融通制御部
１９ＤＣリンク
２０ＤＣ接続バス
３１接続箱
Ｔ１電力融通端子
Ｔ２蓄電地接続端子
Ｔ３ＰＶ接続端子
Ｔ４負荷接続端子

Claims

直流電力を蓄電する蓄電池が接続された蓄電装置を基本単位とし、ＤＣ接続バスに接続された複数の前記蓄電装置間で電力融通を実行する蓄電システムであって、
複数の前記蓄電装置は、
前記ＤＣ接続バスに接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを充電用または放電用として設定する融通制御部と、をそれぞれ備え、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、出力電圧特性に基づいて、前記ＤＣ接続バスのグリッド電圧の制御で個別に充電または放電を制御し、前記出力電圧特性において、放電特性は、放電方向の電流を正と定義した場合、放電電流の低下により前記グリッド電圧が増加する負の傾きを有すると共に、充電特性は、充電方向の電流を正と定義した場合、充電電流の増加により前記グリッド電圧が増加する正の傾きを有し、前記放電特性と前記充電特性とは交差するように設定されていることを特徴とする蓄電システム。
前記放電特性において前記放電電流がゼロになる前記グリッド電圧は、前記グリッド電圧の電圧上限値に、前記充電特性において前記充電電流がゼロになる前記グリッド電圧は、前記グリッド電圧の電圧下限値にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１記載の蓄電システム。
前記融通制御部は、前記蓄電池の充電量に基づいて、前記蓄電池の充電量が閾値以上の場合には前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを放電用に、前記蓄電池の充電量が閾値未満の場合には前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを充電用に設定することを特徴とする請求項１又は２記載の蓄電システム。
前記蓄電装置に発電装置が接続されている場合、前記融通制御部は、前記発電装置が未発電状態であると判断すると、前記蓄電池の充電量が十分か否かを判断するための下側閾値以上の場合には前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを放電用に、前記蓄電池の充電量が前記下側閾値未満の場合には前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを充電用に設定し、前記発電装置が発電状態であると判断すると、前記蓄電池の充電量が満充電に近づいているか否かを判断するための上側閾値以上の場合には前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを放電用に、前記蓄電池の充電量が前記上側閾値未満の場合には前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを充電用に設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蓄電システム。
直流電力を蓄電する蓄電池とＤＣ接続バスとの間に接続され、前記ＤＣ接続バスに接続された他の蓄電装置との間で電力融通を実行する蓄電装置であって、
前記ＤＣ接続バスに接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを充電用または放電用として設定する融通制御部と、を具備し、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、出力電圧特性に基づいて、前記ＤＣ接続バスのグリッド電圧の制御で個別に充電または放電を制御し、前記出力電圧特性において、放電特性は、放電方向の電流を正と定義した場合、放電電流の低下により前記グリッド電圧が増加する負の傾きを有すると共に、充電特性は、充電方向の電流を正と定義した場合、充電電流の増加により前記グリッド電圧が増加する正の傾きを有し、前記放電特性と前記充電特性とは交差するように設定されていることを特徴とする蓄電装置。