JP6459085B2 - 充電設備及びエネルギーマネジメント方法 - Google Patents
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Description
力を電力変換器(10、22、32)で変圧し、直流バス(1)に集めてから電気自動車(52)の充電に利用する。この充電設備のエネルギーマネジメント方法では、各電力変換器(10、22、32)が直流バス(1)の電圧変化に応じてそれぞれ独立した自動制御によって動作する。より具体的には、例えば、当該充電設備は、直流バスと、前記直流バスに直流電力を供給する複数の電力変換器と、着脱可能に接続された外部充電池を、前記直流バスに供給される前記直流電力で充電する充電装置とを具備し、前記複数の電力変換器のそれぞれは、前記直流電力を生成する直流電力生成装置と、前記直流バスにおける直流電圧を監視し、監視した前記直流電圧に基づいて前記直流電力生成装置の動作を他の電力変換器とは独立して制御する制御部とを具備し、前記充電装置は、前記直流バスに供給される前記直流電力を充電用直流電力に変換するDC(Direct Current:直流)/DC変換器動力回路と、前記直流バスにおける直流電圧を監視し、監視した前記直流電圧および所定の設定電圧との比較結果に基づいて前記DC/DC変換器動力回路の動作を制御する充電制御部とを具備し、前記複数の電力変換器のそれぞれに設定された装置用設定電圧と、前記複数の電力変換器のそれぞれに設定された前記直流バスの前記直流電力及び前記直流電圧の関係を表すグラフの傾きとにより、前記直流バスにおける直流電圧の各値に応じた前記複数の電力変換器の前記直流バスへの前記直流電力の供給が調整されて前記複数の電力変換器は前記直流電力の供給の優先順位が決定されている充電設備である。
また、より具体的には、例えば、当該充電設備のエネルギーマネジメント方法は、充電設備が、直流電力を直流バスに供給することと、前記充電設備が、充電回路に着脱可能に接続された外部充電池を前記直流バスに供給された前記直流電力で充電することとを具備し、前記供給することは、複数の電力変換器で直流電力を生成することと、前記直流バスにおける直流電圧を監視することと、監視した前記直流電圧に基づいて前記複数の電力変換器のそれぞれの動作を他の電力変換器とは独立して制御することとを具備し、 前記外部充電池を充電することは、充電装置用DC/DC変換器動力回路で前記直流バスに供給される前記直流電力を充電用直流電力に変換することと、前記直流バスにおける直流電圧を監視することと、監視した前記直流電圧および所定の設定電圧との比較結果に基づいて前記充電装置用DC/DC変換器動力回路の動作を制御することとを具備し、前記複数の電力変換器のそれぞれに設定された装置用設定電圧と、前記複数の電力変換器のそれぞれに設定された前記直流バスの前記直流電力及び前記直流電圧の関係を表すグラフの傾きとにより、前記直流バスにおける直流電圧の各値に応じた前記複数の電力変換器の前記直流バスへの前記直流電力の供給が調整されて前記複数の電力変換器は前記直流電力の供給の優先順位が決定されている充電設備のエネルギーマネジメント方法である。
本発明の実施形態では、同一の直流バスに複数の電力変換器を接続した充電設備の一構成例について説明する。
すなわち、定置型蓄電池31が放電する直流電力が蓄電装置用DC/DC変換器動力回路34を介して直流バス1に供給される。
供給側電力が電力P2以上で、かつ、電力P3未満である、時刻t3から時刻t4までの間、直流バス1の電圧は、蓄電装置用設定電圧VC以下である。
10 系統電源用AC/DC変換回路
13 系統電源用AC/DC変換器制御回路
14 系統電源用AC/DC変換器動力回路
21 太陽光発電モジュール
22 発電装置用DC/DC変換回路
23 発電装置用DC/DC変換器制御回路
24 発電装置用DC/DC変換器動力回路
31 定置型蓄電池
32 蓄電装置用DC/DC変換回路
33 蓄電装置用DC/DC変換器制御回路
34 蓄電装置用DC/DC変換器動力回路
35 蓄電池セル
36 蓄電池状態監視装置
41 充電器
42 充電装置用DC/DC変換回路
43 充電装置用DC/DC変換器制御回路
44 充電装置用DC/DC変換器動力回路
50 電気自動車
51 車載充電回路
52 車載充電池
60 系統電源
Claims (17)
- 直流バスと、
前記直流バスに直流電力を供給する複数の電力変換器と、
車両に搭載された充電池を、前記直流バスに供給される前記直流電力で充電する充電装置と
を具備し、
前記複数の電力変換器の各々は、
前記直流電力を生成する直流電力生成部と、
前記直流バスにおける直流電圧を監視し、前記監視された直流電圧と所定の設定電圧との比較結果に基づいて前記複数の電力変換器の動作の優先順位を決定し、前記優先順位に基づき複数の前記直流電力生成部の夫々の動作を独立して制御し、かつ、一の前記電力変換器の所定の出力上限値を超える場合は、前記優先順位に基づき次の前記電力変換器を動作させる電力制御部と、
を具備し、
前記充電装置は、
供給される前記直流電力を充電用直流電力に変換するDC(Direct Current:直流)/DC変換器動力回路と、
前記DC/DC変換器動力回路の動作を制御する充電制御部と
を具備する充電設備。 - 請求項1に記載の充電設備において、
各々の前記電力変換器において、
前記監視された直流電圧が前記所定の設定電圧を下回る場合、前記直流電力生成部が動作する
充電設備。 - 請求項2に記載の充電設備において、
前記複数の電力変換器は、
系統から受電する交流電力を直流電力に変換して前記直流バスに供給する系統電源変換回路を含み、
前記系統電源変換回路は、
前記交流電力を前記直流電力に変換して前記直流バスに供給する前記直流電力生成部としての系統電源用AC(Alternative Current:交流)/DC変換器動力回路と、
前記直流バスにおける直流電圧を監視し、前記監視された直流電圧に応じて前記系統電源用AC/DC変換器動力回路の動作を制御する前記電力制御部としての系統電源制御部と
を具備する
充電設備。 - 請求項3に記載の充電設備において、
前記複数の電力変換器は、
発電によって生成した直流電力を前記直流バスに供給する発電システムを含み、
前記発電システムは、
発電によって直流電力を生成する発電モジュールと、
前記生成される直流電力を前記直流電力に変換して前記直流バスに供給する前記直流電力生成部としての発電装置用DC/DC変換器動力回路と、
前記直流バスにおける直流電圧を監視し、前記監視された直流電圧に応じて前記発電装置用DC/DC変換器動力回路の動作を制御する前記電力制御部としての発電装置制御部と
を具備する
充電設備。 - 請求項4に記載の充電設備において、
前記複数の電力変換器は、
予め充電した蓄電池から放電する直流電力を前記直流バスに供給する蓄電システムを含み、
前記蓄電システムは、
前記蓄電池と、
前記蓄電池の放電時には前記蓄電池から放電される直流電力を別の直流電力に変換して前記直流バスに供給し、前記蓄電池の充電時には前記直流バスから直流電力を入力して別の直流電力に変換して前記蓄電池を充電する前記直流電力生成部としての蓄電装置用DC/DC変換器動力回路と、
前記直流バスにおける直流電圧および前記蓄電池の充電残量を監視し、前記監視の結果に応じて前記蓄電装置用DC/DC変換器動力回路の動作を制御する前記電力制御部としての蓄電装置制御部と
を具備する
充電設備。 - 請求項5に記載の充電設備において、
前記系統電源制御部の前記装置用設定電圧は、所定の系統電源用設定電圧であり、
前記系統電源制御部は、前記系統電源制御部により監視された直流電圧が前記系統電源用設定電圧以下であれば、前記系統電源用AC/DC変換器動力回路による前記直流バスへの前記直流電力の供給を開始し、前記監視された直流電圧が前記系統電源用設定電圧以上であれば、前記系統電源用AC/DC変換器動力回路による前記直流バスへの前記直流電力の供給を停止する制御を行う
充電設備。 - 請求項6に記載の充電設備において、
前記発電装置制御部の前記装置用設定電圧は、所定の発電装置用設定電圧であり、
前記発電装置制御部は、前記監視された直流電圧が前記発電装置用設定電圧以下であれば前記発電装置用DC/DC変換器動力回路の前記直流バスへの電力供給を開始し、前記監視された直流電圧が前記発電装置用設定電圧以上であれば前記発電装置用DC/DC変換器動力回路の前記直流バスへの電力供給を停止する制御を行う
充電設備。 - 請求項7に記載の充電設備において、
前記蓄電装置制御部の前記装置用設定電圧は、所定の蓄電装置用設定電圧であり、
前記蓄電装置制御部は、
前記監視された直流電圧が前記蓄電装置用設定電圧以下であれば前記蓄電装置用DC/DC変換器動力回路の前記直流バスへの電力供給を開始し、
前記監視された直流電圧が前記系統電源用設定電圧以上であれば前記蓄電装置用DC/DC変換器動力回路の前記蓄電池への電力供給を開始し、
前記監視された直流電圧が前記蓄電装置用設定電圧以上かつ前記系統電源用設定電圧以下で、さらに前記監視された充電残量が所定の基準充電量より少なければ、前記蓄電装置用DC/DC変換器動力回路の前記蓄電池への前記直流電力の供給を開始し、
前記蓄電装置制御部により監視された直流電圧が前記蓄電装置用設定電圧以上かつ前記系統電源用設定電圧以下で、さらに前記監視された充電残量が所定の基準充電量より多ければ、前記蓄電装置用DC/DC変換器動力回路の前記蓄電池および前記直流バスの両方に対する前記直流電力の供給を停止する制御を行う
充電設備。 - 請求項8に記載の充電設備において、
前記蓄電装置用設定電圧は、前記系統電源用設定電圧より低く、
前記系統電源用設定電圧は、前記発電装置用設定電圧より低い
充電設備。 - 請求項4〜9の何れか一項に記載の充電設備において、
前記発電モジュールは、
太陽光発電モジュール又は風力発電モジュールを具備する
充電設備。 - 直流電力を直流バスに供給することと、
前記直流バスに供給された前記直流電力で車両に搭載された充電池を充電することと
を具備し、
前記直流電力を前記供給することは、
複数の電力変換器の各々において、
直流電力生成部において前記直流電力を生成することと、
電力制御部において前記直流バスにおける直流電圧を監視することと、前記監視された直流電圧と所定の設定電圧との比較結果に基づいて前記複数の電力変換器の動作の優先順位を決定し、前記優先順位に基づき複数の前記直流電力生成部の夫々の動作を独立して制御し、かつ、一の前記電力変換器の所定の出力上限値を超える場合は、前記優先順位に基づき次の前記電力変換器を動作させることと
を具備し、
前記充電池を充電することは、
充電装置用DC/DC変換器動力回路により、供給される前記直流電力を充電用直流電力に変換することと、
前記充電装置用DC/DC変換器動力回路の動作を制御することと、
を具備する充電設備のエネルギーマネジメント方法。 - 請求項11に記載の充電設備のエネルギーマネジメント方法において、
各々の電力変換機において、
前記監視された直流電圧が前記所定の設定電圧を下回る場合、前記直流電力生成部が動作する
充電設備のエネルギーマネジメント方法。 - 請求項12に記載の充電設備のエネルギーマネジメント方法において、
前記直流電力を前記生成することは、
外部から交流電力を入力することと、
系統電源用AC/DC変換器動力回路で前記交流電力を前記直流電力に変換することと
を具備し、
前記独立して制御することは、
前記監視された直流電圧に応じて前記系統電源用AC/DC変換器動力回路の動作を制御すること
を具備する
充電設備のエネルギーマネジメント方法。 - 請求項11〜13の何れか一項に記載の充電設備のエネルギーマネジメント方法において、
前記直流電力を前記生成することは、
発電モジュールで直流電力を発電することと、
前記発電された直流電力を、発電装置用DC/DC変換器動力回路により前記直流電力に変換することと
を具備し、
前記独立して制御することは、
前記監視の結果に応じて前記発電装置用DC/DC変換器動力回路の動作を制御すること
を具備する
充電設備のエネルギーマネジメント方法。 - 請求項11〜13の何れか一項に記載の充電設備のエネルギーマネジメント方法において、
前記直流バスから直流電力を入力して前記直流電力に変換して蓄電池を充電すること
をさらに具備し、
前記直流電力を前記生成することは、
前記蓄電池に予め充電された直流電力を放電することと、
前記放電された直流電力を蓄電装置用DC/DC変換器動力回路により前記直流電力に変換して前記直流バスに供給することと
を具備し、
前記独立して制御することは、
前記監視の結果に応じて前記蓄電装置用DC/DC変換器動力回路の前記直流バスまたは前記蓄電池への電力供給を制御すること
を具備する
充電設備のエネルギーマネジメント方法。 - 請求項12に記載の充電設備のエネルギーマネジメント方法において、
前記装置用設定電圧は、所定の系統電源用設定電圧であり、
前記独立して制御することは、
前記監視された直流電圧が前記系統電源用設定電圧以下であれば前記系統電源用AC/DC変換器動力回路の前記直流バスへの電力供給を開始する制御を行うことと、
前記監視された直流電圧が前記系統電源用設定電圧以上であれば前記系統電源用AC/DC変換器動力回路の前記直流バスへの電力供給を停止する制御を行うことと
を具備する
充電設備のエネルギーマネジメント方法。 - 請求項14に記載の充電設備のエネルギーマネジメント方法において、
前記装置用設定電圧は、所定の発電装置用設定電圧であり、
前記独立して制御することは、
前記監視された直流電圧が前記発電装置用設定電圧以下であれば前記発電モジュールの前記直流バスへの前記直流電力の供給を開始することと、
前記監視された直流電圧が前記発電装置用設定電圧以上であれば前記発電モジュールの前記直流バスへの前記直流電力の供給を停止することと
を具備する
充電設備のエネルギーマネジメント方法。
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