JP6995457B1 - 充放電管理システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の形態に係る充放電管理システムSは、複数の二次電池を商用電力系統と並列に接続し、商用電源と二次電池との両方から負荷へ電力を供給する。また、実施の形態に係る充放電管理システムSは太陽電池も備えており、太陽電池が発電した電力で二次電池を充電することができる。特に、実施の形態に係る充放電管理システムSは、複数の二次電池のうちの少なくとも一つの二次電池が、電気自動車が備える二次電池となっている。すなわち、実施の形態に係る充放電管理システムSは、太陽電池を電力の供給源とする電気自動車の充電ステーションであるとともに、充放電管理システムSに接続されている電気自動車の二次電池の電力を負荷に供給するエネルギーストレージとしても機能する。
図1は、実施の形態に係る充放電管理システムSの構成を模式的に示す図である。充放電管理システムSは、制御装置1、複数の二次電池2、DC電源3、DC/DCコンバータ4、DC/ACインバータ5、電力系統6、電力計7、分電盤8、負荷9、複数の充放電用リレー10、PV(Photovoltaics)用リレー11、複数の交流電力充電用リレー12、充放電停止インタフェース13、計測/制御システムC、及び複数の電流計A及び電圧計Vを備える。図1において、実線は直流の電力線、一点鎖線は交流の電力線を示している。また、破線は有線又は無線による通信線を示している。なお、「DC(Direct Current)」は直流を意味し、「AC(Alternating Current)」は交流を意味する。
実施の形態に係る二次電池2は、制御装置1による制御の下、DC電源3等の電力によって充電されている充電状態、二次電池2電力を電力系統6に放電する放電状態、及び充電も放電もされていない待機状態を取り得る。以下、二次電池2が取り得る各動作状態を説明する。
図2は、実施の形態に係る二次電池2が直流電力による充電状態となっている場合の充放電管理システムSの回路構成を模式的に示す図である。煩雑となることを避けるため、図2では通信線の図示を省略している。制御装置1は、充放電用リレー10及びPV用リレー11の動作を制御して、直流電力による二次電池2の充放電を制御する。
図3は、実施の形態に係る二次電池2が交流電力による充電状態となっている場合の充放電管理システムSの回路構成を模式的に示す図である。図2と同様に、図3おいても通信線の図示を省略している。制御装置1は、交流電力充電用リレー12の動作を制御して、交流電力による二次電池2の充放電を制御する。
実施の形態に係る二次電池2の放電状態について説明する。図4は、実施の形態に係る二次電池2が放電状態となっている場合の充放電管理システムSの回路構成を模式的に示す図である。図2と同様に、図4おいても通信線の図示を省略している。制御装置1は、充放電用リレー10の動作を制御して、交流電力による二次電池2の充放電を制御する。
実施の形態に係る二次電池2の待機状態について説明する。図5は、実施の形態に係る二次電池2が待機状態となっている場合の充放電管理システムSの回路構成を模式的に示す図である。充放電管理システムSに接続されている全ての二次電池2が満充電状態である場合や、DC電源3からの電力供給がない(例えば、太陽電池が発電していない)場合等の理由で二次電池2の充電ができず、かつ負荷9の消費電力がピークに達していないためピークカットの必要がなく二次電池2の放電の必要がないようなとき、制御装置1は、全ての充放電用リレー10を開状態にして二次電池2をDC/DCコンバータ4及びDC/DCコンバータ4から電気的に切断する。これにより、制御装置1は、二次電池2が過充電となることを抑制できる。
以上、制御装置1が二次電池2の充放電時に行う各リレーの開閉制御について説明した。次に、充放電管理システムSが備える複数の二次電池2をどのような順番で充放電するかについて説明する。
実施の形態に係る充放電管理システムSは、電気自動車が備える二次電池2を含む二次電池2をエネルギーストレージ化することを実現するが、これは、電力会社による電力需給のバランスを調整して系統を安定化させるための、いわゆる「調整力」として機能し得る。これを実現するために、制御装置1は、通信ネットワークを介して計測/制御システムCはから受信した指示にしたがって、二次電池2の電力を電力系統6に放電するようにDC/DCコンバータ4の動作、DC/ACインバータ5の動作、及び充放電用リレー10の開閉を制御する。
以上説明したように、実施の形態に係る制御装置1によれば、電気自動車をエネルギーストレージ化することができる。
上記では、制御装置1が、二次電池2の充電率に基づいて順位データを更新する場合について説明した。しかしながら、制御装置1が順位データを更新する際に参照する情報は二次電池2の充電率に限られない。この他、制御装置1は、二次電池2の充電完了までの予想時間、二次電池2の最大充電容量、二次電池2の定格電圧や定格電流等に基づいて、順位データを更新してもよい。
2・・・二次電池
3・・・DC電源
4・・・DC/DCコンバータ
5・・・DC/ACインバータ
6・・・電力系統
7・・・電力計
8・・・分電盤
9・・・負荷
10・・・充放電用リレー
11・・・PV用リレー
12・・・交流電力充電用リレー
13・・・充放電停止インタフェース
130・・・停止指示取得部
A・・・電流計
C・・・計測/制御システム
M・・・記憶部
S・・・充放電管理システム
V・・・電圧計
Claims (6)
- 充放電管理システムであって、
電気自動車が備える二次電池を含む複数の二次電池それぞれが出力する直流電力を交流電力に変換して電力系統に放電するDC/ACインバータと、
直流電源が出力する直流電力を前記複数の二次電池を充電するための直流電力に変換するDC/DCコンバータと、
前記複数の二次電池と一対一に接続する複数のリレーであって、当該複数のリレーのそれぞれは一端が前記DC/ACインバータと前記DC/DCコンバータとの両方に接続するとともに他端が前記複数の二次電池のうちのいずれかの二次電池と接続する複数の充放電用リレーと、
前記複数の二次電池それぞれから取得した充放電プロファイルと、通信ネットワークを介して前記充放電管理システムとは異なる他のシステムから受信した指示であって前記複数の二次電池のうちのいずれかの二次電池に放電させる電力量を含む指示と、にしたがって、前記DC/ACインバータの動作、前記DC/DCコンバータの動作、及び前記複数の充放電用リレーそれぞれの開閉を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記複数の二次電池それぞれから取得した充放電プロファイルに基づいて前記電力量を放電可能な二次電池を選択して順に放電させる、
充放電管理システム。 - 前記制御装置は、前記充放電管理システムのユーザから前記二次電池の充放電を停止する指示を取得する停止指示取得部を備える。
請求項1に記載の充放電管理システム。 - 前記制御装置は、前記複数の二次電池それぞれから取得した充放電プロファイルに基づいて前記電力量を放電可能な二次電池を放電可能電力の大きさでソートし、放電可能電力が大きい二次電池を優先して選択する、
請求項1又は2に記載の充放電管理システム。 - 前記制御装置は、前記複数の充放電用リレーのうち閉状態となっている充放電用リレーの数が常に1以下となるように、前記充放電用リレーを制御する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の充放電管理システム。 - 前記制御装置は、前記複数の二次電池それぞれを充放電する際の優先順位にしたがって充電又は放電する二次電池を選択する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の充放電管理システム。 - 前記制御装置は、前記充放電管理システムのユーザからの指示があったタイミングで放電時の優先順位を更新する、
請求項5に記載の充放電管理システム。
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