JP7309085B1 - エネルギー蓄積システム、および電力制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
<電力制御システムの構成>
図1は、電力制御システム10の構成を示すブロック図である。図1では、自励式変換器として構成される電力変換器20の直流側に2つの接続用端子が設けられている。電力変換器20は、直流電力を電圧が異なる直流電力に双方向に変換できる変換器であり、絶縁型でも非絶縁型でもよく、その構成は特に限定されない。なお、電力変換器20の交流側は3相交流系統に接続されているため、u相、v相、w相用の3つの接続用端子が設けられている。図1では簡単のため1相分の交流端子のみが示されている。
図2は、エネルギー蓄積システムの基本構成例を示すブロック図である。図2を参照して、エネルギー蓄積システム21は、正極端子29Pと負極端子29Nとの間に互いに並列に接続された複数の蓄電ユニット2_1,2_2,・・・,2_n(以下、「蓄電ユニット2」とも総称する。)を含む。
ここでは、複数の蓄電ユニット2の1つの蓄電ユニット2が故障して、新しい蓄電ユニット2と交換が必要になった場面を想定する。以下では、説明の容易化のため、エネルギー蓄積システム21に含まれる複数の蓄電ユニット2の数が4つである構成について説明する。これは他の実施の形態でも同様である。
各蓄電ユニット2に流れる分流電流のばらつきを抑制する(すなわち、分流電流をできるだけ均一にする)ために、故障した蓄電ユニットと交換される新しい蓄電ユニットに補正抵抗を設ける。
実施の形態1の変形例1として、各蓄電ユニット2に流れる分流電流のばらつきを抑制するために、故障した蓄電ユニットと交換される新しい蓄電ユニットに補正静電容量を設ける構成について説明する。
変形例2では、故障した蓄電ユニットと交換される新しい蓄電ユニットとして、残りの各蓄電ユニット2の特性と同じ特性を有する蓄電ユニットを選定する構成について説明する。
実施の形態1の変形例3として、各蓄電ユニット2に流れる分流電流のばらつきを抑制するために、故障した蓄電ユニットを新しい蓄電ユニットに交換しつつ、残りの各蓄電ユニット2_1~2_3に負性抵抗を設ける構成について説明する。
上述した実施の形態1では、電力変換器20から各蓄電ユニット2までの電気的距離の差異に基づく各蓄電ユニット2のインピーダンスの差異は無視していた。実施の形態2では、故障した蓄電ユニットを新しい蓄電ユニットに交換する際に、インピーダンスの差異を考慮して、新しい蓄電ユニットを入出力端子対29から最も電気的に遠い位置に設ける構成について説明する。
複数の蓄電ユニット2は、正極母線80Pと負極母線80Nとの間で互いに並列接続されている。蓄電ユニット2_1は、入出力端子対29に最も電気的に近い位置(すなわち、電力変換器20に最も電気的に近い位置)に設けられている。蓄電ユニット2_4は、入出力端子対29から最も電気的に遠い位置に設けられている。例えば、入出力端子対29と各蓄電ユニット2とを接続する接続線(例えば、正極母線80Pおよび負極母線80N)において、入出力端子対29から蓄電ユニット2_1の接続点までの電気的距離が最も短く、入出力端子対29から蓄電ユニット2_4の接続点までの電気的距離が最も長い。そのため、電力変換器20から蓄電ユニット2_1~2_4までの母線のインピーダンスをそれぞれZ1~Z4とすると、Z1<Z2<Z3<Z4となる。そのため、各蓄電ユニット2_1~2_4にそれぞれ流れる電流I1~I4には差異が生じ、I1>I2>I3>I4となる。
実施の形態3では、各蓄電ユニット2に流れる分流電流のばらつきを抑制するために、電力変換器20から各蓄電ユニット2までのインピーダンスの差異に応じて、運用開始時点において、各蓄電ユニット2に補正抵抗を設ける構成について説明する。
実施の形態4では、各蓄電ユニット2に流れる分流電流のばらつきを抑制するために、電力変換器20から各蓄電ユニット2までのインピーダンスを同一にする構成について説明する。
実施の形態5では、比較的長期的な観点から、各蓄電ユニット2に流れる分流電流のばらつきを抑制する構成について説明する。
上述の実施の形態として例示した構成は、本開示の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。また、上述した実施の形態において、他の実施の形態で説明した処理および構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。
Claims (7)
- 電力変換器を介して交流電力系統に接続されたエネルギー蓄積システムであって、
前記エネルギー蓄積システムは、入力された直流電力をエネルギーとして蓄積し、蓄積されているエネルギーを直流電力として出力するように構成されており、
前記電力変換器に接続された入出力端子対と、
前記入出力端子対の一方と前記入出力端子対の他方との間に互いに並列に接続された複数の蓄電ユニットとを備え、
各前記蓄電ユニットは、複数の蓄電素子で構成された蓄電素子群を含み、
前記複数の蓄電ユニットのうちの1の蓄電ユニットが新しい蓄電ユニットと交換される場合、前記1の蓄電ユニットは、前記1の蓄電ユニット以外の残りの蓄電ユニットおよび前記新しい蓄電ユニットの各々を流れる電流の差が小さくなるように、前記新しい蓄電ユニットと交換され、
前記新しい蓄電ユニットは、蓄電素子群と、当該蓄電素子群に直列接続された補正静電容量とを含み、
前記新しい蓄電ユニットの前記蓄電素子群の静電容量と前記補正静電容量との合成静電容量は、前記残りの蓄電ユニットの各々の前記蓄電素子群の静電容量と等しい、エネルギー蓄積システム。 - 電力変換器を介して交流電力系統に接続されたエネルギー蓄積システムであって、
前記エネルギー蓄積システムは、入力された直流電力をエネルギーとして蓄積し、蓄積されているエネルギーを直流電力として出力するように構成されており、
前記電力変換器に接続された入出力端子対と、
前記入出力端子対の一方と前記入出力端子対の他方との間に互いに並列に接続された複数の蓄電ユニットとを備え、
各前記蓄電ユニットは、複数の蓄電素子で構成された蓄電素子群を含み、
前記複数の蓄電ユニットのうちの1の蓄電ユニットが新しい蓄電ユニットと交換される場合、前記1の蓄電ユニットは、前記1の蓄電ユニット以外の残りの蓄電ユニットおよび前記新しい蓄電ユニットの各々を流れる電流の差が小さくなるように、前記新しい蓄電ユニットと交換され、
前記新しい蓄電ユニットに含まれる蓄電素子群の静電容量は、前記残りの蓄電ユニットの各々の前記蓄電素子群の静電容量と等しい、エネルギー蓄積システム。 - 前記新しい蓄電ユニットに含まれる蓄電素子群の等価直列抵抗は、前記残りの蓄電ユニットの各々の前記蓄電素子群の等価直列抵抗と等しい、請求項2に記載のエネルギー蓄積システム。
- 電力変換器を介して交流電力系統に接続されたエネルギー蓄積システムであって、
前記エネルギー蓄積システムは、入力された直流電力をエネルギーとして蓄積し、蓄積されているエネルギーを直流電力として出力するように構成されており、
前記電力変換器に接続された入出力端子対と、
前記入出力端子対の一方と前記入出力端子対の他方との間に互いに並列に接続された複数の蓄電ユニットとを備え、
各前記蓄電ユニットは、複数の蓄電素子で構成された蓄電素子群を含み、
前記複数の蓄電ユニットのうちの1の蓄電ユニットが新しい蓄電ユニットと交換される場合、前記1の蓄電ユニットは、前記1の蓄電ユニット以外の残りの蓄電ユニットおよび前記新しい蓄電ユニットの各々を流れる電流の差が小さくなるように、前記新しい蓄電ユニットと交換され、
前記複数の蓄電ユニットのうちの1の蓄電ユニットが新しい蓄電ユニットと交換される際に、前記残りの蓄電ユニットの各々の前記蓄電素子群に負性抵抗が直列接続され、
前記残りの蓄電ユニットの各々の前記蓄電素子群の等価直列抵抗と前記負性抵抗との合成抵抗は、前記新しい蓄電ユニットの前記蓄電素子群の等価直列抵抗と等しい、エネルギー蓄積システム。 - 電力変換器を介して交流電力系統に接続されたエネルギー蓄積システムであって、
前記エネルギー蓄積システムは、入力された直流電力をエネルギーとして蓄積し、蓄積されているエネルギーを直流電力として出力するように構成されており、
前記電力変換器に接続された入出力端子対と、
前記入出力端子対の一方と前記入出力端子対の他方との間に互いに並列に接続された複数の蓄電ユニットとを備え、
各前記蓄電ユニットは、複数の蓄電素子で構成された蓄電素子群を含み、
前記複数の蓄電ユニットのうちの1の蓄電ユニットが新しい蓄電ユニットと交換される場合、前記1の蓄電ユニットは、前記1の蓄電ユニット以外の残りの蓄電ユニットおよび前記新しい蓄電ユニットの各々を流れる電流の差が小さくなるように、前記新しい蓄電ユニットと交換され、
前記複数の蓄電ユニットは、前記入出力端子対の一方に接続された第1母線と前記入出力端子対の他方に接続された第2母線との間で互いに並列接続されており、
前記新しい蓄電ユニットは、前記電力変換器から最も電気的に遠い前記第1母線の末端と、前記電力変換器から最も電気的に遠い前記第2母線の末端との間に接続される、エネルギー蓄積システム。 - 請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のエネルギー蓄積システムと、
前記複数の蓄電ユニットの状態を監視する監視制御装置とを備え、
前記監視制御装置は、前記1の蓄電ユニットが故障している場合、前記1の蓄電ユニットを前記新しい蓄電ユニットに交換する際のガイダンス情報を表示する、電力制御システム。 - 電力変換器を介して交流電力系統に接続されたエネルギー蓄積システムであって、
前記エネルギー蓄積システムは、入力された直流電力をエネルギーとして蓄積し、蓄積されているエネルギーを直流電力として出力するように構成されており、
前記電力変換器に接続された入出力端子対と、
前記入出力端子対の一方と前記入出力端子対の他方との間に互いに並列に接続された複数の蓄電ユニットと、
前記複数の蓄電ユニットの各々について、当該蓄電ユニットと、当該蓄電ユニットに隣接する蓄電ユニットとを並列接続するための接続線に設けられた開閉器とを備え、
前記エネルギー蓄積システムは、各前記開閉器の開閉状態と、前記電力変換器と直接接続される蓄電ユニットとを変更することによって、前記複数の蓄電ユニットの各々について、前記電力変換器から当該蓄電ユニットまでの電気的距離が調整可能に構成されている、エネルギー蓄積システム。
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