JP7128703B2 - 蓄電システム、及び蓄電システムの制御方法 - Google Patents

蓄電システム、及び蓄電システムの制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、蓄電システム、及び蓄電システムの制御方法に関する。
例えば、下記特許文献１に開示されるように、電力を蓄電及び放電することができる蓄電システムを利用することにより、停電時においても負荷装置に一定期間電力を供給することが可能になる。一般的に蓄電システムは、商用交流電源から負荷装置に交流電力が供給される平時に、その交流電力を分岐して受電しコンバータを介して直流電力に変換した上で、充電部により電池ユニットに充電する。そして停電が発生したときに蓄電システムは、電池ユニットに充電した電力をインバータで交流電力に変換し、負荷装置へ交流電力を供給する。負荷装置に対しては、送電時には商用交流電源から、停電時には電池ユニットから電力が供給されるよう切替スイッチ等が用いられる。
特開平１１－１４６５７５号公報
ところで、上記特許文献１に示す蓄電システムには、自己診断機能が内蔵されており、システム内部で故障や不具合が生じた場合、アラームや画面表示等により上記蓄電システムを利用しているユーザに異常が発生していることを通知することができる。しかしながら、上記蓄電システムでは、接続された負荷装置における故障や不具合を検出して、ユーザに通知することができない。これにより、負荷装置における故障や不具合に起因するシステム全体の機能停止等、システム運用に多大な影響を及ぼす可能性がある。
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、接続される負荷装置の異常を容易に検出することができる蓄電システム、及び蓄電システムの制御方法を提供することにある。
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様として実現することができる。
＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様に係る蓄電システムは、交流電力を常時稼働している負荷装置へ供給する蓄電システムにおいて、電池ユニットと、外部電源から供給される交流電力を所定の直流電力に変換して前記電池ユニットを充電する充電部と、前記電池ユニットに充電される直流電力を所定の交流電力に変換するインバータと、前記外部電源から出力される交流電力、又は前記インバータから出力される交流電力のいずれか一つを選択的に前記負荷装置へ出力する出力部と、前記負荷装置へ供給される交流電力の電流値を常時検出する電流検出部と、所定の監視期間において前記電流検出部により検出された複数の電流値を予め記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記複数の電流値に基づいて、前記負荷装置へ供給される前記電流値の変動の上限及び下限を示す変動範囲を設定し、設定した前記変動範囲を用いて前記電流検出部により検出された前記電流値が前記変動範囲内となっているか否かを判定し、前記負荷装置の動作に起因して、前記電流検出部により検出された前記電流値が、所定の期間だけ、前記変動範囲外となった場合、前記負荷装置において異常が発生していると判定したことを通知するための異常通知を生成する制御部と、を備える。
上記構成によれば、本発明の第１の態様に係る蓄電システムは、電流検出部により検出された電流値が、所定の期間だけ、変動範囲外となった場合、負荷装置において異常が発生していると判定することができる。これにより、本発明の第１の態様に係る蓄電システムは、接続される負荷装置の異常を容易に検出することができる。
＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様に係る蓄電システムの前記制御部は、上記第１の態様に係る蓄電システムにおいて、前記記憶部に記憶された前記複数の電流値のうちの最大値を上限とし、かつ前記記憶部に記憶された前記複数の電流値のうちの最小値を下限とする前記変動範囲を設定する。
上記構成によれば、本発明の第２の態様に係る蓄電システムは、電流検出部により検出された電流値が、所定の期間だけ、変動範囲外となった場合、負荷装置において異常が発生していると判定することができる。これにより、本発明の第２の態様に係る蓄電システムは、接続される負荷装置の異常を容易に検出することができる。
＜本発明の第３の態様＞
本発明の第３の態様に係る蓄電システムの前記記憶部は、上記第１の態様に係る蓄電システムにおいて、前記所定の監視期間において前記電流検出部により検出された前記複数の電流値各々の検出頻度を示すヒストグラムを記憶する。また、前記制御部は、前記ヒストグラムに基づいて、前記記憶部に記憶された前記複数の電流値の平均値より大きい前記複数の電流値のうち、検出頻度が最も高い電流値を上限とし、かつ前記記憶部に記憶された前記複数の電流値の平均値より小さい前記複数の電流値のうち、検出頻度が最も高い電流値を下限とする前記変動範囲を設定する。
上記構成によれば、本発明の第３の態様に係る蓄電システムは、変動範囲の設定に検出頻度の高い電流値を用いるため、負荷装置の一時的な誤作動により検出された電流値を除外して、変動範囲を設定することができる。すなわち、本発明の第３の態様に係る蓄電システム１は、上記変動範囲の信頼性を向上させることができる。
＜本発明の第４の態様＞
本発明の第４の態様に係る蓄電システムの前記記憶部は、上記第２の態様、又は第３の態様に係る蓄電システムにおいて、前記所定の監視期間において前記電流検出部により検出された複数の電流値を前記複数の電流値各々が検出された時刻を示す時刻情報と対応付けて予め記憶する。また、前記制御部は、前記時刻情報に基づいて、前記記憶部に記憶された前記複数の電流値を前記所定の監視期間に含まれる複数の時間帯ごとに区分し、区分した前記複数の電流値に基づいて、前記複数の時間帯ごとに前記変動範囲を設定する。
上記構成によれば、本発明の第４の態様に係る蓄電システムは、複数の時間帯ごとに変動範囲を設定しているため、負荷装置における異常の誤検出、又は検出漏れを防止することができる。
＜本発明の第５の態様＞
本発明の第５の態様に係る蓄電システムの前記記憶部は、上記第１の態様から第４の態様のいずれか一つに係る蓄電システムにおいて、リアルタイムで前記電流検出部により検出された前記電流値を前記電流値が検出された時刻を示す時刻情報と対応付けて記憶する。また、前記制御部は、リアルタイムで前記電流検出部により検出された前記電流値に基づいて、設定された前記変動範囲を更新する。
上記構成によれば、本発明の第２の態様は、リアルタイムで電流検出部により検出された電流値に基づいて、設定された変動範囲を更新することができる。
＜本発明の第６の態様＞
本発明の第６の態様に係る蓄電システムは、上記第１の態様から第５の態様のいずれか一つに係る蓄電システムにおいて、前記電流検出部は、前記外部電源及び前記出力部の間に設けられ、前記外部電源から出力される前記電流値を検出する第１電流検出回路、並びに前記インバータ及び前記出力部の間に設けられ、前記インバータから出力される前記電流値を検出する第２電流検出回路からなり、前記制御部は、前記第１電流検出回路、及び前記第２電流検出回路により検出される電流値に応じて、前記負荷装置、前記外部電源、前記外部電源から出力される前記交流電力の供給経路、前記インバータ、前記インバータから出力される前記交流電力の供給経路、又は前記電流検出部のうちの少なくとも一つにおいて異常が発生しているかを判定する。
上記構成によれば、本発明の第６の態様に係る蓄電システムは、外部電源及び第１入力端の間に設けられ、外部電源から出力される電流値を検出する第１電流検出回路を設け、インバータ及び第２入力端の間に設けられ、インバータから出力される電流値を検出する第２電流検出回路を設けることで、各交流電力の供給経路に流れる電流値を検出することができる。さらに、本発明の第６の態様に係る蓄電システムは、各交流電力の供給経路に流れる電流値に応じて、負荷装置、外部電源、外部電源から出力される交流電力の供給経路、インバータ、インバータから出力される交流電力の供給経路、又は電流検出部のうちの少なくとも一つにおいて異常が発生しているかを判定することができる。
＜本発明の第７の態様＞
本発明の第７の態様に係る蓄電システムは、上記第１の態様から第６の態様のいずれか一つに係る蓄電システムにおいて、ユーザに対して通知する警告を発生する警告部をさらに具備する。また、前記制御部は、前記負荷装置、前記外部電源、前記外部電源から出力される交流電力の供給経路、前記インバータ、前記インバータから出力される交流電力の供給経路、又は前記電流検出部のうちの少なくとも一つにおいて異常が発生していることを通知する異常通知を生成し、生成した前記異常通知を前記警告部へ送信する。前記警告部は、前記制御部から送信された前記異常通知に基づく警告を発生する。
＜本発明の第８の態様＞
本発明の第８の態様に係る蓄電システムの前記電池ユニットは、上記第１の態様から第６の態様のいずれか一つに係る蓄電システムにおいて、少なくとも一つの蓄電池を含む。
＜本発明の第９の態様＞
本発明の第９の態様に係る蓄電システムの制御方法は、前記負荷装置へ供給される前記交流電力の電流値を常時検出し、所定の監視期間において検出された複数の電流値を前記複数の電流値各々が検出された時刻を示す時刻情報と対応付けて予め記憶し、記憶された前記複数の電流値に基づいて、前記負荷装置へ供給される前記電流値の変動の上限及び下限を示す変動範囲を設定し、設定した前記変動範囲を用いて、検出された前記電流値が前記変動範囲内となっているか否かを判定し、前記負荷装置の動作に起因して、検出された前記電流値が、所定の期間だけ、前記変動範囲外となった場合、前記負荷装置において異常が発生していると判定したことを通知するための異常通知を生成する。
上記構成によれば、本発明の第９の態様に係る蓄電システムの制御方法は、検出された電流値が、所定の期間だけ、変動範囲外となった場合、負荷装置において異常が発生していると判定することができる。これにより、本発明の第９の態様に係る蓄電システムは、接続される負荷装置の異常を容易に検出することができる。
本発明の態様に係る蓄電システム、及び蓄電システムの制御方法は、接続される負荷装置の異常を容易に検出することができる。
第１実施形態に係る蓄電システム、並びに当該蓄電システムに接続される外部電源、及び負荷装置を示す回路図である。 第１実施例に係る蓄電システムにおいて、記憶部に記憶される複数の電流値、及び当該複数の電流値各々が検出された時刻を示す図である。 制御部により設定された変動範囲、及びリアルタイムで電流検出部により検出される交流電力の電流値の波形を示す図である。 第２実施例に係る蓄電システムにおいて、記憶部に記憶される、所定の監視期間において電流検出部により検出された複数の電流値各々の検出回数（検出頻度）を示すヒストグラムである。 第１応用例に係る蓄電システムにおいて、複数の電流値各々が検出された時刻情報に基づいて、複数の時間帯ごとに区分した複数の電流値を示す図である。 第２応用例に係る蓄電システムにおいて、記憶部に記憶される複数の電流値及び新たに検出された電流値、並びに当該複数の電流値各々が検出された時刻を示す図である。 第２実施形態に係る蓄電システム、並びに当該蓄電システムに接続される外部電源、及び負荷装置を示す回路図である。
以下、本発明の一実施形態に係る蓄電システム、及び蓄電システムの制御方法について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る蓄電システム１、並びに当該蓄電システム１に接続される外部電源２、及び負荷装置３を示す回路図である。図１に示す蓄電システム１は、外部電源２に接続される。上記外部電源２は、例えば、商用交流電源や自家発電設備等の電源である。蓄電システム１は、外部電源２から交流電力を受電する。また、蓄電システム１は、受電した交流電力を直流電力に変換して、後述する電池ユニット１０を充電する。
また、蓄電システム１は、負荷装置３に接続される。上記負荷装置３は、例えば、常時稼働しているサーバ等の装置である。蓄電システム１は、外部電源２から出力された交流電力を負荷装置３へ供給する。さらに、蓄電システム１は、停電等により上記外部電源２からの交流電力の供給を受けられない場合、電池ユニット１０に充電された直流電力を所定の交流電力に変換して、負荷装置３へ供給する。
ここで、第１実施形態に係る蓄電システム１の構成について、詳しく説明する。図１に示すように、第１実施形態に係る蓄電システム１は、例えば、電池ユニット１０、充電部１１、インバータ１２、「出力部」として機能するスイッチ１３、電流検出部１４、記憶部１５、制御部１６、及び警告部１７を備える。
電池ユニット１０は、少なくとも一つの蓄電池１０１を含む。図１には、一例として、１つの蓄電池１０１を含む電池ユニット１０を示している。また、電池ユニット１０は、蓄電池１０１が満充電又は充電が禁止されるときであってもインバータ１２へ直流電力が供給できるように、ダイオード１０２を備える。また、電池ユニット１０は、インバータ１２側からの電流の侵入を防ぐため、ダイオード１０３を備える。
充電部１１は、上記電池ユニット１０に含まれる蓄電池１０１に対応付けて設けられる。充電部１１は、外部電源２からの交流電力を受電して、受電した交流電力を直流電力に変換して、上記電池ユニット１０に含まれる蓄電池１０１を充電する。
ここで、充電部１１の出力は、蓄電池１０１が満充電又は充電が禁止されるときであってもインバータ１２へ直流電力が供給できるように、ダイオード１０２を介してインバータ１２に接続されている。蓄電池１０１に充電された直流電力は、ダイオード１０３を介してインバータ１２へ供給される。なお、第１実施形態におけるダイオード１０２，１０３は、例えば、電池ユニット１０に、並列接続された複数の蓄電池が含まれる場合において、他の蓄電池の直流電力により蓄電池１０１が充電されることを防止するために設けられている。
インバータ１２は、電池ユニット１０に充電される直流電力を所定の交流電力に変換する。インバータ１２は、変換した所定の交流電力をスイッチ１３へ出力する。スイッチ１３は、外部電源２と接続される第１入力端１３１、インバータ１２と接続される第２入力端１３２、及び負荷装置３と接続される出力端１３３を有する。スイッチ１３は、外部電源２から出力される交流電力、又はインバータ１２から出力される交流電力のいずれか一つを選択的に負荷装置３へ出力する。
電流検出部１４は、負荷装置３へ供給される交流電力の電流値を常時検出する。第１実施形態における電流検出部１４は、上記スイッチ１３の出力端１３３及び負荷装置３の間に設けられ、スイッチ１３から出力される交流電力の電流値を常時検出する。電流検出部１４は、検出した電流値を記憶部１５へ送信する。ここで、電流検出部１４により検出される電流値は、所定の期間において検出された交流電力の実効値、最大値、又は平均値である。
記憶部１５は、電流検出部１４から送信された電流値を記憶する。また、記憶部１５は、所定の監視期間において電流検出部１４により検出された複数の電流値を予め記憶する。このとき、記憶部１５は、複数の電流値各々が検出された時刻を示す時刻情報と対応付けて、電流検出部１４により検出された複数の電流値を記憶する。なお、上記時刻情報は、図示しないタイマ等から取得する。ここで、監視期間とは、例えば、任意で設定された、負荷装置３の動作に起因して、電流検出部１４により検出される電流値の変動量を把握するための期間のことである。具体的には、上記監視期間は、１日、１週間、又は１ヶ月である。
第１実施形態における蓄電システム１では、システムの運用開始前に、電流検出部１４において所定の監視期間における複数の電流値を検出し、検出した複数の電流値を記憶部１５に予め記憶してもよい。また、第１実施形態における蓄電システム１では、他の蓄電システムに接続される負荷装置が第１実施形態に係る蓄電システム１に接続される負荷装置３と同一、かつ同様の環境で使用される場合、他の蓄電システムにおいて記憶された複数の電流値を記憶部１５に予め記憶してもよい。
制御部１６は、ハードウェア資源として、所定のプロセッサを含む。制御部１６は、蓄電システム１に含まれる大部分の構成要素と接続され、接続先の情報を取得すると共に、それらの動作を制御する。また、制御部１６は、外部電源２からの交流電力を常時監視することで停電の発生を検出する。また、制御部１６は、蓄電システム１に含まれる各構成、又は交流電力の各供給経路のうちの少なくとも一つにおいて異常が発生した場合、蓄電システム１の運用を停止する。
また、制御部１６は、記憶部１５に記憶された複数の電流値に基づいて、負荷装置３へ供給される電流値の変動の上限及び下限を示す変動範囲を設定する。さらに、制御部１６は、負荷装置３の動作に起因して、電流検出部１４により検出された電流値が、所定の期間だけ、変動範囲外となった場合、負荷装置３において異常が発生していると判定したことを通知するための異常通知を生成する。具体的には、制御部１６は、負荷装置３、外部電源２、外部電源２から出力される交流電力の供給経路、インバータ１２、インバータ１２から出力される交流電力の供給経路、又は電流検出部１４のうちの少なくとも一つにおいて異常が発生していることを通知する異常通知を生成する。制御部１６は、生成した異常通知を警告部１７へ送信する。
ここで、上記変動範囲とは、負荷装置３の動作に起因して変動する電流値の変動量の上限及び下限示す範囲である。また、所定の期間は、ユーザにより任意の値が設定されてもよい。例えば、負荷装置３における故障や不具合により瞬間的に高い電流値が検出されることを考慮する場合、上記所定の期間を短く設定することが好ましい。
警告部１７は、制御部１６による制御の下、上記ユーザに対して通知する警告を発生する。第１実施形態における警告部１７は、例えば、上記警告に関する所定の警告音を出力するスピーカ等の音声出力部、又は上記警告に関する所定の表示を出力するディスプレイ、若しくはＬＥＤ等の光学機器を含む。警告部１７は、制御部１６から送信された異常通知に基づく警告を発生する。
ここで、第１実施形態に係る蓄電システム１の制御の流れについて、図２乃至図６を参照して詳しく説明する。なお、第１実施形態では、２つの実施例及び２つの応用例に分けて、第１実施形態に係る蓄電システム１の制御の流れについて説明する。
（第１実施形態の第１実施例）
第１実施例に係る蓄電システム１において、制御部１６は、記憶部１５に記憶された複数の電流値のうちの最大値を上限とし、かつ記憶部１５に記憶された複数の電流値のうちの最小値を下限とする変動範囲を設定する。さらに、制御部１６は、上記の工程を経て設定された変動範囲を用いて、電流検出部１４により検出され、記憶部１５に記憶された電流値が変動範囲内となっているか否かを判定する。
図２は、第１実施例に係る蓄電システム１において、記憶部１５に記憶される複数の電流値、及び当該複数の電流値各々が検出された時刻を示す図である。図３は、制御部１６により設定された変動範囲Ｉｒ、及びリアルタイムで電流検出部１４により検出される交流電力の電流値の波形を示す図である。図２に示すように、記憶部１５は、所定の監視期間において上記電流検出部１４により検出された電流値Ｉ１～Ｉ８を記憶している。また、記憶部１５は、各電流値Ｉ１～Ｉ８が検出された時刻（Ｈ１：Ｍ１：Ｓ１）～時刻（Ｈ８：Ｍ８：Ｓ８）を各電流値Ｉ１～Ｉ８に対応付けて記憶している。
図２に示すように、例えば、複数の電流値のうち、電流値Ｉ２が最大値である場合、制御部１６は、電流値Ｉ２を変動範囲Ｉｒの上限Ｉｈｉｇｈとする。また、複数の電流値のうち、電流値Ｉ５が最小値である場合、制御部１６は、電流値Ｉ５を変動範囲Ｉｒの下限Ｉｌоｗとする。すなわち、第１実施例における制御部１６は、図３に示すように、上限Ｉｈｉｇｈが電流値Ｉ２、かつ下限Ｉｌоｗが電流値Ｉ５となる変動範囲Ｉｒを設定する。
さらに、制御部１６は、上記の工程を経て設定された変動範囲Ｉｒを用いて、電流検出部１４により検出された電流値が変動範囲Ｉｒ内となっているか否かを判定する。例えば、図３に示すように、負荷装置３の動作に起因して、電流検出部１４により検出された電流値が、所定の期間Ｔｄだけ、変動範囲Ｉｒの上限Ｉｈｉｇｈより大きくなった場合、負荷装置３において異常が発生していると判定したことを通知する異常通知を生成する。制御部１６は、生成した異常通知を警告部１７へ送信する。警告部１７は、制御部１６から送信された異常通知に基づく警告を発生する。これにより、第１実施例に係る蓄電システム１は、蓄電システム１を利用しているユーザへ負荷装置３において異常が発生していると判定したことを通知することができる。
ここで、第１実施例において、電流検出部１４により検出された電流値が、所定の期間Ｔｄだけ、変動範囲Ｉｒ外となった場合、負荷装置３において異常が発生していると判定することができる理由としては、次のものが挙げられる。例えば、蓄電システム１において故障や不具合が発生した場合、制御部１６により蓄電システム１の運用が停止されるため、電流検出部１４において電流値が検出されない。一方、負荷装置３において故障や不具合が発生した場合であっても、図３に示すように、第１実施例に係る蓄電システム１は、電流検出部１４において電流値を検出し続ける。これにより、第１実施例に係る蓄電システム１において、制御部１６は、電流検出部１４により検出された電流値が、所定の期間Ｔｄだけ、変動範囲Ｉｒ外となった場合、負荷装置３において異常が発生していると判定することができる。
したがって、第１実施例に係る蓄電システム１は、接続される負荷装置３の異常を容易に検出することができる。また、第１実施例に係る蓄電システム１は、負荷装置３の異常検出が容易であるため、負荷装置３の異常を迅速に検出することができ、負荷装置３の異常に起因するシステム全体への影響が小さいうちに対策を講じることができる。
（第１実施形態の第２実施例）
第２実施例に係る蓄電システム１において、記憶部１５は、上述のように、複数の電流値を時刻情報と対応付けて記憶すると共に、所定の監視期間において電流検出部１４により検出された複数の電流値各々の検出回数（検出頻度）を示すヒストグラムを記憶する。また、制御部１６は、上記ヒストグラムに基づいて、記憶部１５に記憶された複数の電流値の平均値より大きい複数の電流値のうち、検出回数が最も多い（すなわち、検出頻度が最も高い）電流値を上限とし、かつ記憶部１５に記憶された複数の電流値の平均値より小さい複数の電流値のうち、検出頻度が最も高い電流値を下限とする変動範囲を設定する。さらに、制御部１６は、上記の工程を経て設定された変動範囲を用いて、電流検出部１４により検出され、記憶部１５に記憶された電流値が変動範囲内となっているか否かを判定する。
図４は、第２実施例に係る蓄電システム１において、記憶部１５に記憶される、所定の監視期間において電流検出部１４により検出された複数の電流値各々の検出回数（検出頻度）を示すヒストグラムである。図４に示すように、記憶部１５は、所定の監視期間において上記電流検出部１４により検出された各電流値Ｉa～Ｉｈの検出回数を記憶している。また、記憶部１５は、制御部１６により算出された複数の電流値Ｉa～Ｉｈの平均値Ｉaveを記憶している。
図４に示すように、制御部１６は、上記平均値Ｉaveより大きい複数の電流値Ｉｅ～Ｉｈのうち、検出頻度が最も高い電流値Ｉｆを変動範囲Ｉｒの上限Ｉｈｉｇｈとする。また、制御部１６は、上記平均値Ｉaveより小さい複数の電流値Ｉa～Ｉｄのうち、検出頻度が最も高い電流値Ｉｂを変動範囲Ｉｒの下限Ｉｌоｗとする。すなわち、第２実施例における制御部１６は、上限Ｉｈｉｇｈが電流値Ｉｆ、かつ下限Ｉｌоｗが電流値Ｉｂとなる変動範囲Ｉｒを設定する。
さらに、制御部１６は、上記の工程を経て設定された変動範囲Ｉｒを用いて、電流検出部１４により検出された電流値が変動範囲Ｉｒ内となっているか否かを判定する。例えば、負荷装置３の動作に起因して、電流検出部１４により検出された電流値が、所定の期間だけ、変動範囲Ｉｒの上限Ｉｈｉｇｈより大きくなった場合、制御部１６は、負荷装置３において異常が発生していると判定したことを通知する異常通知を生成する。制御部１６は、生成した異常通知を警告部１７へ送信する。警告部１７は、制御部１６から送信された異常通知に基づく警告を発生する。これにより、第２実施例に係る蓄電システム１は、ユーザへ負荷装置３において異常が発生していると判定したことを通知することができる。
したがって、第２実施例に係る蓄電システム１は、第１実施例と同様に、接続される負荷装置３の異常を容易に検出することができる。また、第２実施例に係る蓄電システム１は、負荷装置３の異常検出が容易であるため、負荷装置３の異常を迅速に検出することができ、負荷装置３の異常に起因するシステム全体への影響が小さいうちに対策を講じることができる。また、第２実施例に係る蓄電システム１は、第１実施例に係る蓄電システム１と異なり、変動範囲の設定に検出頻度の高い電流値を用いるため、負荷装置３の一時的な誤作動等の要因により検出された電流値を除外して、変動範囲を設定することができる。すなわち、第２実施例に係る蓄電システム１は、上記変動範囲の信頼性を向上させることができる。
（第１実施形態の第１応用例）
第１応用例に係る蓄電システム１の制御部１６は、上記第１実施例、又は第２実施例での機能に加えて、上記時刻情報に基づいて、記憶部１５に記憶された複数の電流値を所定の監視期間に含まれる複数の時間帯ごとに区分する。また、制御部１６は、区分した複数の電流値に基づいて、複数の時間帯ごとに変動範囲を設定する。さらに、制御部１６は、上記の工程を経て設定された、複数の時間帯ごとの変動範囲を用いて、電流検出部１４により検出され、記憶部１５に記憶された電流値が変動範囲内となっているか否かを判定する。
ここで、上記時間帯は、負荷装置３の種別、又は蓄電システム１の運用条件に応じて、任意で設定されるものであってもよい。具体的には、上記監視期間が１日である場合、上記時間帯は、午前（ＡＭ）、若しくは午後（ＰＭ）、又は早朝、昼間、若しくは夜間である。この他にも、上記監視期間が１週間である場合、上記時間帯を曜日としてもよい。また、上記監視期間が１ヶ月である場合、上記時間帯を各週としてもよい。
図５は、第１応用例に係る蓄電システム１において、複数の電流値各々が検出された時刻情報に基づいて、複数の時間帯ごとに区分した複数の電流値を示す図である。なお、図５では、図２に示す複数の電流値を複数の時間帯ごとに区分した一例を示している。
図５に示すように、例えば、時間帯（ＡＭ）における複数の電流値のうち、電流値Ｉ２が最大値である場合、制御部１６は、電流値Ｉ２を時間帯（ＡＭ）における変動範囲Ｉｒの上限Ｉｈｉｇｈとする。また、時間帯（ＡＭ）における複数の電流値のうち、電流値Ｉ４が最小値である場合、制御部１６は、電流値Ｉ４を時間帯（ＡＭ）における変動範囲Ｉｒの下限Ｉｌоｗとする。すなわち、第１応用例における制御部１６は、時間帯（ＡＭ）において、上限Ｉｈｉｇｈが電流値Ｉ２、かつ下限Ｉｌоｗが電流値Ｉ４となる変動範囲Ｉｒを設定する。
また、図５に示すように、例えば、時間帯（ＰＭ）における複数の電流値のうち、電流値Ｉ７が最大値である場合、制御部１６は、電流値Ｉ７を時間帯（ＰＭ）における変動範囲Ｉｒの上限Ｉｈｉｇｈとする。また、時間帯（ＰＭ）における複数の電流値のうち、電流値Ｉ５が最小値である場合、制御部１６は、電流値Ｉ５を時間帯（ＰＭ）における変動範囲Ｉｒの下限Ｉｌоｗとする。すなわち、第１応用例における制御部１６は、時間帯（ＰＭ）において、上限Ｉｈｉｇｈが電流値Ｉ７、かつ下限Ｉｌоｗが電流値Ｉ５となる変動範囲Ｉｒを設定する。
さらに、制御部１６は、上記の工程を経て設定された変動範囲Ｉｒを用いて、電流検出部１４により検出された電流値が変動範囲Ｉｒ内となっているか否かを判定する。具体的には、制御部１６は、時間帯が時間帯（ＡＭ）である場合、上限Ｉｈｉｇｈが電流値Ｉ２、かつ下限Ｉｌоｗが電流値Ｉ４となる変動範囲Ｉｒを用いて、電流検出部１４により検出された電流値が変動範囲Ｉｒ内となっているか否かを判定する。また、制御部１６は、時間帯が時間帯（ＰＭ）である場合、上限Ｉｈｉｇｈが電流値Ｉ７、かつ下限Ｉｌоｗが電流値Ｉ５となる変動範囲Ｉｒを用いて、電流検出部１４により検出された電流値が変動範囲Ｉｒ内となっているか否かを判定する。
例えば、負荷装置３の動作に起因して、電流検出部１４により検出された電流値が、所定の期間だけ、変動範囲Ｉｒの上限Ｉｈｉｇｈより大きくなった場合、負荷装置３において異常が発生していると判定したことを通知する異常通知を生成する。制御部１６は、生成した異常通知を警告部１７へ送信する。警告部１７は、制御部１６から送信された異常通知に基づく警告を発生する。これにより、第１応用例に係る蓄電システム１は、ユーザへ負荷装置３において異常が発生していると判定したことを通知することができる。
ここで、第１応用例において、制御部１６により複数の時間帯ごとに変動範囲を設定することで、負荷装置３の運用形態に沿った電流値の検出を行うことができる。例えば、昼間に負荷装置３が消費する交流電力が夜間に負荷装置３が消費する交流電力より大きい状況において、一つの変動範囲のみで電流検出部１４により検出された電流値が変動範囲Ｉｒ内となっているか否かを判定した場合、負荷装置３の故障や不具合を検出できない可能性がある。
例えば、昼間に対応する変動範囲を設定した場合であって、夜間に負荷装置３において通常消費されることのない量の電流値が電流検出部１４により検出されている場合であっても、当該電流値が上記変動範囲より小さければ、異常として検出されない可能性がある。また、夜間に対応する変動範囲を設定した場合であって、昼間に負荷装置３において通常消費される量の電流値が電流検出部１４により検出されている場合であっても、当該電流値が上記変動範囲より大きければ、異常として検出されてしまう可能性がある。一方、第１応用例に係る蓄電システム１の制御部１６では、複数の時間帯ごとに変動範囲を設定しているため、上記のような事象が発生することはない。
これにより、第１応用例に係る蓄電システム１は、上記第１実施例、及び第２実施例と同様に、接続される負荷装置３の異常を容易に検出することができる。また、第１応用例に係る蓄電システム１は、負荷装置３の異常検出が容易であるため、負荷装置３の異常を迅速に検出することができ、負荷装置３の異常に起因するシステム全体への影響が小さいうちに対策を講じることができる。また、第１応用例に係る蓄電システム１は、複数の時間帯ごとに変動範囲を設定しているため、負荷装置３における異常の誤検出、又は検出漏れを防止することができる。
なお、上記第１応用例に係る蓄電システム１において、制御部１６は、複数の時間帯ごとに、複数の電流値のうちの最大値を上限とし、かつ複数の電流値のうちの最小値を下限とする変動範囲Ｉｒを設定している。しかしながら、第１応用例に係る蓄電システム１はこれに限定されない。例えば、第１応用例に係る蓄電システム１において、制御部１６は、第２実施例の手法を用いて、複数の時間帯ごとに変動範囲Ｉｒを設定してもよい。
具体的には、上記第１応用例に係る蓄電システム１において、記憶部１５は、時間帯（ＡＭ）における複数の電流値各々の検出頻度を示すヒストグラムを記憶する。また、制御部１６は、時間帯（ＡＭ）における複数の電流値の平均値を算出する。さらに、制御部１６は、時間帯（ＡＭ）におけるヒストグラムに基づいて、時間帯（ＡＭ）において、当該平均値より大きい複数の電流値のうち、検出頻度が最も高い電流値を上限とし、かつ当該平均値より小さい複数の電流値のうち、検出頻度が最も高い電流値を下限とする変動範囲Ｉｒを設定してもよい。
また、記憶部１５は、時間帯（ＰＭ）における複数の電流値各々の検出頻度を示すヒストグラムを記憶する。また、制御部１６は、時間帯（ＰＭ）における複数の電流値の平均値を算出する。さらに、制御部１６は、時間帯（ＰＭ）におけるヒストグラムに基づいて、時間帯（ＰＭ）において、当該平均値より大きい複数の電流値のうち、検出頻度が最も高い電流値を上限とし、かつ当該平均値より小さい複数の電流値のうち、検出頻度が最も高い電流値を下限とする変動範囲Ｉｒを設定してもよい。
（第１実施形態の第２応用例）
第２応用例に係る蓄電システム１の記憶部１５は、上記第１実施例、第２実施例、又は第１応用例での機能に加えて、リアルタイムで電流検出部１４により検出された電流値を電流値が検出された時刻を示す時刻情報と対応付けて記憶する。また、制御部１６は、リアルタイムで電流検出部１４により検出された電流値に基づいて、設定された変動範囲を更新する。さらに、制御部１６は、上記の工程を経て更新された変動範囲を用いて、電流検出部１４により検出され、記憶部１５に記憶された電流値が変動範囲内となっているか否かを判定する。
図６は、第２応用例に係る蓄電システム１において、記憶部１５に記憶される複数の電流値及び新たに検出された電流値、並びに当該複数の電流値各々が検出された時刻を示す図である。なお、図５では、図２に示されている複数の電流値に加えて、新たに検出された電流値を挿入したものを示している。
例えば、電流検出部１４は、電流値Ｉ９、及び電流値Ｉ１０を検出する。電流検出部１４は、検出した電流値Ｉ９、及び電流値Ｉ１０を記憶部１５へ送信する。記憶部１５は、電流検出部１４から送信された電流値Ｉ９、及び電流値Ｉ１０を記憶する。ここで、図６に示すように、複数の電流値のうち、新たに記憶された電流値Ｉ９が最大値である場合、制御部１６は、電流値Ｉ９を変動範囲Ｉｒの上限Ｉｈｉｇｈとする。また、複数の電流値のうち、電流値Ｉ５が最小値である場合、制御部１６は、電流値Ｉ５を変動範囲Ｉｒの下限Ｉｌоｗとする。すなわち、第２応用例における制御部１６は、上限Ｉｈｉｇｈが電流値Ｉ９、かつ下限Ｉｌоｗが電流値Ｉ５となる変動範囲Ｉｒを設定する。
さらに、制御部１６は、上記の工程を経て設定された変動範囲Ｉｒを用いて、電流検出部１４により検出された電流値が変動範囲Ｉｒ内となっているか否かを判定する。具体的には、制御部１６は、上限Ｉｈｉｇｈが電流値Ｉ９、かつ下限Ｉｌоｗが電流値Ｉ５となる変動範囲Ｉｒを用いて、電流検出部１４により検出された電流値が変動範囲Ｉｒ内となっているか否かを判定する。
例えば、負荷装置３の動作に起因して、電流検出部１４により検出された電流値が、所定の期間だけ、変動範囲Ｉｒの上限Ｉｈｉｇｈより大きくなった場合、負荷装置３において異常が発生していると判定したことを通知する異常通知を生成する。制御部１６は、生成した異常通知を警告部１７へ送信する。警告部１７は、制御部１６から送信された異常通知に基づく警告を発生する。これにより、第２応用例に係る蓄電システム１は、ユーザへ負荷装置３において異常が発生していると判定したことを通知することができる。
したがって、第２応用例に係る蓄電システム１は、上記第１実施例、第２実施例、及び第１応用例と同様に、接続される負荷装置３の異常を容易に検出することができる。また、第２応用例に係る蓄電システム１は、負荷装置３の異常検出が容易であるため、負荷装置３の異常を迅速に検出することができ、負荷装置３の異常に起因するシステム全体への影響が小さいうちに対策を講じることができる。また、第２応用例に係る蓄電システム１は、リアルタイムで電流検出部１４により検出された電流値に基づいて、設定された変動範囲を更新することができる。
なお、上記第２応用例に係る蓄電システム１において、制御部１６は、複数の時間帯ごとに、複数の電流値のうちの最大値を上限とし、かつ複数の電流値のうちの最小値を下限とする変動範囲Ｉｒを設定している。しかしながら、第２応用例に係る蓄電システム１はこれに限定されない。例えば、第２応用例に係る蓄電システム１において、制御部１６は、第２実施例の手法を用いて、変動範囲Ｉｒを設定してもよい。
具体的には、上記第２応用例に係る蓄電システム１において、制御部１６は、既に記憶されている電流値Ｉ１～Ｉ８、及び新たに記憶された電流値Ｉ９，Ｉ１０に基づいて、ヒストグラムを再度算出する。さらに、制御部１６は、記憶部１５に記憶されているヒストグラムを新たに算出したヒストグラムに更新する。また、制御部１６は、新たに検出された電流値Ｉ９、及び電流値Ｉ１０を含む複数の電流値の平均値を算出する。さらに、制御部１６は、上記更新したヒストグラムに基づいて、当該平均値より大きい複数の電流値のうち、検出頻度が最も高い電流値を上限とし、かつ当該平均値より小さい複数の電流値のうち、検出頻度が最も高い電流値を下限とする変動範囲Ｉｒを設定してもよい。
また、例えば、第２応用例に係る蓄電システム１において、制御部１６は、第１応用例の手法を用いて、複数の時間帯ごとに変動範囲Ｉｒを設定してもよい。
（第２実施形態）
上記第１実施形態に係る蓄電システム１では、電流検出部１４をスイッチ１３及び負荷装置３の間に設けている。しかしながら、本実施形態に係る蓄電システム１は、これに限定されない。
図７は、第２実施形態に係る蓄電システム１００、並びに当該蓄電システム１００に接続される外部電源２、及び負荷装置３を示す回路図である。図７に示すように、第２実施形態に係る蓄電システム１００の電流検出部１４は、外部電源２及びスイッチ１３の第１入力端１３１の間に設けられ、外部電源２から出力される電流値を検出する第１電流検出回路１４１、並びにインバータ１２及びスイッチ１３の第２入力端１３２の間に設けられ、インバータ１２から出力される電流値を検出する第２電流検出回路１４２からなる。
さらに、第２実施形態に係る蓄電システム１００の制御部１６は、上記第１電流検出回路１４１、及び第２電流検出回路１４２により検出される電流値に応じて、負荷装置３、外部電源２、外部電源２から出力される交流電力の供給経路、インバータ１２、インバータ１２から出力される交流電力の供給経路、又は電流検出部１４のうちの少なくとも一つにおいて異常が発生しているかを判定する。なお、第２実施形態に係る蓄電システム１００の構成については、説明の便宜上、第１実施形態に係る蓄電システム１と重複する記載を省略し、詳細な説明を省略することとする。
例えば、外部電源２から出力される交流電力を負荷装置３へ供給している場合であって、第１電流検出回路１４１により検出された電流値が、所定の期間だけ、変動範囲Ｉｒ外となった場合、制御部１６は、スイッチ１３を制御して、外部電源２から出力される交流電力の供給経路からインバータ１２から出力される交流電力の供給経路へ切り替える。切替後、第２電流検出回路１４２により検出された電流値が変動範囲Ｉｒ内である場合、制御部１６は、第１電流検出回路１４１、外部電源２、又は外部電源２から供給される交流電力の供給経路の少なくとも一つにおいて故障や不具合が生じていると判定する。この理由としては、外部電源２から出力される交流電力のみで異常な電流値が検出されているためである。制御部１６は、第１電流検出回路１４１、外部電源２、又は外部電源２から供給される交流電力の供給経路の少なくとも一つにおいて異常が発生していると判定したことを通知するための異常通知を生成する。
また、インバータ１２から出力される交流電力を負荷装置３へ供給している場合であって、制御部１６は、第２電流検出回路１４２により検出された電流値が、所定の期間だけ、変動範囲Ｉｒ外となった場合、制御部１６は、スイッチ１３を制御して、インバータ１２から出力される交流電力の供給経路から外部電源２から出力される交流電力の供給経路へ切り替える。切替後、第１電流検出回路１４１により検出された電流値が変動範囲Ｉｒ内であった場合、制御部１６は、第２電流検出回路１４２、インバータ１２、又はインバータ１２から供給される交流電力の供給経路の少なくとも一つにおいて故障や不具合が生じていると判定する。この理由としては、インバータ１２から出力される交流電力のみで異常な電流値が検出されているためである。制御部１６は、第２電流検出回路１４２、インバータ１２、又はインバータ１２から供給される交流電力の供給経路の少なくとも一つにおいて異常が発生していると判定したことを通知する異常通知を生成する。
また、外部電源２から出力される交流電力を負荷装置３へ供給している場合であって、第１電流検出回路１４１により検出された電流値が、所定の期間だけ、変動範囲Ｉｒ外となった場合、制御部１６は、スイッチ１３を制御して、外部電源２から出力される交流電力の供給経路からインバータ１２から出力される交流電力の供給経路へ切り替える。切替後、第２電流検出回路１４２により検出された電流値も、所定の期間だけ、変動範囲Ｉｒ外となった場合、制御部１６は、交流電力の各供給経路に起因する異常な電流値ではないと判定し、負荷装置３において異常が発生していると判定する。このため、制御部１６は、負荷装置３において異常が発生していると判定したことを通知する異常通知を生成する。
上述の通り、第２実施形態に係る蓄電システム１００は、上記第１実施形態と同様に、接続される負荷装置３の異常を容易に検出することができる。また、第２実施形態に係る蓄電システム１は、負荷装置３の異常検出が容易であるため、負荷装置３の異常を迅速に検出することができ、負荷装置３の異常に起因するシステム全体への影響が小さいうちに対策を講じることができる。また、第２実施形態に係る蓄電システム１００は、外部電源２及び第１入力端１３１の間に設けられ、外部電源２から出力される電流値を検出する第１電流検出回路１４１を設ける。また、第２実施形態に係る蓄電システム１００は、インバータ１２及び第２入力端１３２の間に設けられ、インバータ１２から出力される電流値を検出する第２電流検出回路１４２を設ける。これにより、第２実施形態に係る蓄電システム１００は、各交流電力の供給経路に流れる電流値を検出することができる。さらに、第２実施形態に係る蓄電システム１００は、各交流電力の供給経路に流れる電流値に応じて、負荷装置３、外部電源２、外部電源２から出力される交流電力の供給経路、インバータ１２、インバータ１２から出力される交流電力の供給経路、又は電流検出部１４のうちの少なくとも一つにおいて異常が発生しているかを判定することができる。
なお、上記説明において用いた「所定のプロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、若しくはマイコン等の専用又は汎用のプロセッサ、又は、特定用途向け集積部（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：Simple Programmable Logic Device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）等を意味する。また、本実施形態の各構成要素（各処理部）は、単一のプロセッサに限らず、複数のプロセッサによって実現するようにしてもよい。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１ 蓄電システム
２ 外部電源
３ 負荷装置
１０ 電池ユニット
１１ 充電部
１２ インバータ
１３ スイッチ（出力部）
１４ 電流検出部
１５ 記憶部
１６ 制御部
１７ 警告部
１０１ 蓄電池
１０２，１０３ ダイオード
１３１ 第１入力端
１３２ 第２入力端
１３３ 出力端
１４１ 第１電流検出回路
１４２ 第２電流検出回路

Claims (9)

  1. 交流電力を常時稼働している負荷装置へ供給する蓄電システムにおいて、
    電池ユニットと、
    外部電源から供給される交流電力を所定の直流電力に変換して前記電池ユニットを充電する充電部と、
    前記電池ユニットに充電される直流電力を所定の交流電力に変換するインバータと、
    前記外部電源から出力される交流電力、又は前記インバータから出力される交流電力のいずれか一つを選択的に前記負荷装置へ出力する出力部と、
    前記負荷装置へ供給される交流電力の電流値を常時検出する電流検出部と、
    所定の監視期間において前記電流検出部により検出された複数の電流値を予め記憶する記憶部と、
    制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記複数の電流値に基づいて、前記負荷装置へ供給される前記電流値の変動の上限及び下限を示す変動範囲を設定し、設定した前記変動範囲を用いて前記電流検出部により検出された前記電流値が前記変動範囲内となっているか否かを判定し、前記電流検出部により検出された前記電流値が、所定の期間だけ、前記変動範囲外となった場合、前記負荷装置において異常が発生していると判定するとともに前記負荷装置において異常が発生していると判定したことを通知するための異常通知を生成する、蓄電システム。
  2. 前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記複数の電流値のうちの最大値を上限とし、かつ前記記憶部に記憶された前記複数の電流値のうちの最小値を下限とする前記変動範囲を設定する、請求項１に記載の蓄電システム。
  3. 前記記憶部は、前記所定の監視期間において前記電流検出部により検出された前記複数の電流値各々の検出頻度を示すヒストグラムを記憶し、
    前記制御部は、前記ヒストグラムに基づいて、前記記憶部に記憶された前記複数の電流値の平均値より大きい前記複数の電流値のうち、検出頻度が最も高い電流値を上限とし、かつ前記記憶部に記憶された前記複数の電流値の平均値より小さい前記複数の電流値のうち、検出頻度が最も高い電流値を下限とする前記変動範囲を設定する、請求項１に記載の蓄電システム。
  4. 前記記憶部は、前記所定の監視期間において前記電流検出部により検出された複数の電流値を前記複数の電流値各々が検出された時刻を示す時刻情報と対応付けて予め記憶し、
    前記制御部は、前記時刻情報に基づいて、前記記憶部に記憶された前記複数の電流値を前記所定の監視期間に含まれる複数の時間帯ごとに区分し、区分した前記複数の電流値に基づいて、前記複数の時間帯ごとに前記変動範囲を設定する、請求項２、又は請求項３に記載の蓄電システム。
  5. 前記記憶部は、リアルタイムで前記電流検出部により検出された前記電流値を前記電流値が検出された時刻を示す時刻情報と対応付けて記憶し、
    前記制御部は、リアルタイムで前記電流検出部により検出された前記電流値に基づいて、設定された前記変動範囲を更新する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蓄電システム。
  6. 前記電流検出部は、前記外部電源及び前記出力部の間に設けられ、前記外部電源から出力される前記電流値を検出する第１電流検出回路、並びに前記インバータ及び前記出力部の間に設けられ、前記インバータから出力される前記電流値を検出する第２電流検出回路からなり、
    前記制御部は、前記第１電流検出回路、及び前記第２電流検出回路により検出される電流値に応じて、前記負荷装置、前記外部電源、前記外部電源から出力される前記交流電力の供給経路、前記インバータ、前記インバータから出力される前記交流電力の供給経路、又は前記電流検出部のうちの少なくとも一つにおいて異常が発生しているかを判定する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の蓄電システム。
  7. ユーザに対して通知する警告を発生する警告部をさらに具備し、
    前記制御部は、前記負荷装置、前記外部電源、前記外部電源から出力される前記交流電力の供給経路、前記インバータ、前記インバータから出力される前記交流電力の供給経路、又は前記電流検出部のうちの少なくとも一つにおいて異常が発生していると判定したことを通知する異常通知を生成し、生成した前記異常通知を前記警告部へ送信し、
    前記警告部は、前記制御部から送信された前記異常通知に基づく警告を発生する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の蓄電システム。
  8. 前記電池ユニットは、少なくとも一つの蓄電池を含む、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の蓄電システム。
  9. 交流電力を常時稼働している負荷装置へ供給する蓄電システムの制御方法において、
    前記負荷装置へ供給される前記交流電力の電流値を常時検出し、
    所定の監視期間において検出された複数の電流値を前記複数の電流値各々が検出された時刻を示す時刻情報と対応付けて予め記憶し、
    記憶された前記複数の電流値に基づいて、前記負荷装置へ供給される前記電流値の変動の上限及び下限を示す変動範囲を設定し、
    設定した前記変動範囲を用いて、検出された前記電流値が前記変動範囲内となっているか否かを判定し、
    検出された前記電流値が、所定の期間だけ、前記変動範囲外となった場合、前記負荷装置において異常が発生していると判定するとともに前記負荷装置において異常が発生していると判定したことを通知するための異常通知を生成する、蓄電システムの制御方法。
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