JPH11233137A - Sodium-sulfur battery system, and its operation method - Google Patents
Sodium-sulfur battery system, and its operation methodInfo
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- JPH11233137A JPH11233137A JP10037001A JP3700198A JPH11233137A JP H11233137 A JPH11233137 A JP H11233137A JP 10037001 A JP10037001 A JP 10037001A JP 3700198 A JP3700198 A JP 3700198A JP H11233137 A JPH11233137 A JP H11233137A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電力の負荷平準化
やピークシフトのために用いられる電力貯蔵システム、
特にナトリウム硫黄電池システムとその運転方法及びそ
れを用いた電力系統システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power storage system used for load leveling and peak shift of power,
In particular, the present invention relates to a sodium-sulfur battery system, an operation method thereof, and a power system using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】負極にナトリウム，正極に硫黄を用いた
ナトリウム硫黄電池は、その効率やエネルギー密度が大
きいことから注目され、電力貯蔵装置や電気自動車など
への利用が期待されている。これらのナトリウム硫黄電
池は、その動作温度を３００〜３５０℃程度に保つため
に断熱容器へ収納して電池モジュールを構成し、直流を
交流に変換し、また、交流を直流に変換する交直変換装
置と組み合わせて運転される。2. Description of the Related Art A sodium-sulfur battery using sodium as a negative electrode and sulfur as a positive electrode has attracted attention because of its high efficiency and energy density, and is expected to be used for power storage devices and electric vehicles. These sodium-sulfur batteries are housed in an insulated container to form a battery module in order to keep the operating temperature at about 300 to 350 ° C., and convert AC to DC and AC to DC converter for converting AC to DC. Driven in combination with
【０００３】このような電池モジュールは普通負荷平準
化の目的に使用され、夜間の電力を蓄積して昼間に一定
電力で放電するというサイクルで繰返し運転される。[0003] Such a battery module is usually used for load leveling, and is repeatedly operated in a cycle of storing power at night and discharging at a constant power during the day.
【０００４】このため、断熱容器は、一定電力での放電
時の発熱を考慮して、電池温度が許容温度を越えないよ
うに熱設計されていた。しかしながら、この電池モジュ
ールを電力系統のピークシフトの目的に使用する際に
は、季節や天候などによって電力系統で要求される負荷
パターンが異なり、これに対処した放電パターンで放電
した場合、放電電流が多い場合、電池温度が所定の温度
を越えて電池の信頼性が損なわれるという問題、放電電
流が少ない場合、電池に貯蔵した電気エネルギーがピー
クシフトに十分に生かせない問題があった。特に、電池
温度が所定温度を越えると、硫黄及び多硫化ナトリウム
を収納した正極容器の腐食が進み、電池容量の低下や効
率の低下を招く問題があった。[0004] For this reason, the heat insulation container has been heat-designed so that the battery temperature does not exceed an allowable temperature in consideration of heat generation at the time of discharging with constant power. However, when this battery module is used for the purpose of peak shifting of the power system, the load pattern required in the power system differs depending on the season, weather, etc. If the battery temperature is too high, the battery temperature exceeds a predetermined temperature, thereby deteriorating the reliability of the battery. If the discharge current is small, there is a problem that the electric energy stored in the battery cannot be fully utilized for the peak shift. In particular, when the battery temperature exceeds a predetermined temperature, corrosion of the positive electrode container containing sulfur and sodium polysulfide proceeds, and there is a problem that the battery capacity and efficiency are reduced.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記問題に対処するた
め、特開平5−121092 号や特開平8−17464号には、電池
の温度によって断熱容器の放熱特性を変化させ、電池温
度を所定範囲内に納める方法が提案されている。しかし
ながら、この場合には断熱容器の構造が複雑となり、断
熱容器が大型化し、かつ信頼性が損なわれやすいという
新たな問題が生じる。なお、種々の放電パターンを考慮
して、断熱容器の熱放散を大きめに設計すれば放電時に
電池温度が所定温度を越えないようにすることは可能で
あるが、この際には充電や待機中に電池温度を所定範囲
に保つために断熱容器に設けたヒータに大きなエネルギ
ーを入力する必要があり、ナトトリウム硫黄電池システ
ムの効率が低下するという問題がある。To cope with the above-mentioned problems, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-112,092 and 8-17464 disclose a method in which the heat radiation characteristics of an insulated container are changed according to the temperature of a battery, and the battery temperature is controlled within a predetermined range. It has been proposed to put it inside. However, in this case, a new problem arises in that the structure of the heat-insulating container becomes complicated, the heat-insulating container becomes large, and the reliability is easily impaired. If the heat dissipation of the heat insulating container is designed to be large in consideration of various discharge patterns, it is possible to prevent the battery temperature from exceeding the predetermined temperature at the time of discharge. In order to keep the battery temperature within a predetermined range, it is necessary to input a large amount of energy to the heater provided in the heat insulating container, and there is a problem that the efficiency of the sodium sulfur battery system is reduced.
【０００６】本発明の目的は、電力のピークシフトに用
いるに好適な、ナトリウム硫黄電池システム、その運転
方法及びそれを用いた電力系統システムを提供すること
にある。An object of the present invention is to provide a sodium-sulfur battery system suitable for use in peak shifting of power, an operation method thereof, and a power system using the same.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明のナトリウム硫黄電池システムは、ナトリウ
ム硫黄電池を断熱容器へ収納した電池モジュールと、交
直変換装置と、電力系統の日負荷特性と前記電池モジュ
ールの放電特性を用いて前記電池モジュールの電池発熱
量または／及び放電量が前記電池モジュールの許容電池
発熱量または／及び許容放電量を越えないように前記電
力系統のピークシフト量を計算する計算手段と、前記ピ
ークシフト量の計算結果を基に前記電池モジュールの放
電を制御するための制御手段と、から少なくとも構成さ
れることを特徴としている。前記計算手段は、前記ピー
クシフト量を仮決めする手段、前記電力系統の日負荷特
性と前記電池モジュールの放電特性と仮決めしたピーク
シフト量とを用いて前記電池モジュールの放電電流を計
算する手段、前記放電電流の計算値を用いて前記電池モ
ジュールの電池発熱量または／及び放電量を計算する手
段、前記電池発熱量の計算値と前記許容電池発熱量、ま
たは／及び、前記放電量の計算値と前記許容放電量とを
比較する手段、及び、前記電池発熱量の計算値または／
及び前記放電量の計算値がそれぞれ前記許容電池発熱量
または／及び前記許容放電量を上回った場合、あるい
は、前記電池発熱量の計算値または／及び前記放電量の
計算値がそれぞれ前記許容電池発熱量または／及び前記
許容放電量を大幅に下回った場合には、前記仮決めした
ピークシフト量を補正する手段、を含むことが好まし
い。また、前記計算手段は、前記電池モジュールの放電
時間ステップ毎に前記放電電流と前記放電量を計算し、
この計算を前記仮決めしたピークシフト量で定まる放電
終了時間になるまで繰り返す手段、及び、前記放電量の
計算値を前記放電電流の計算にフィードバックする手
段、を含むことが望ましい。また、前記計算手段は前記
電力系統の日負荷特性を関数近似する手段を含むことも
できる。さらに、前記計算手段が、前記電池モジュール
の放熱特性または／及び前記電池モジュールの放電特性
の温度依存性を取り込む手段を含むこともできる。To achieve the above object, a sodium-sulfur battery system of the present invention comprises a battery module containing a sodium-sulfur battery in an insulated container, an AC / DC converter, and a daily load characteristic of a power system. The peak shift amount of the power system is calculated using the discharge characteristics of the battery module so that the calorific value or / and discharge amount of the battery module does not exceed the allowable battery calorific value and / or the allowable discharge amount of the battery module. And calculating means for controlling the discharge of the battery module based on the calculation result of the peak shift amount. Means for temporarily determining the peak shift amount; means for calculating the discharge current of the battery module using the daily load characteristics of the power system, the discharge characteristics of the battery module, and the temporarily determined peak shift amount. Means for calculating the calorific value and / or discharge amount of the battery module using the calculated value of the discharge current, calculating the calculated value of the calorific value of the battery and the allowable calorific value of the battery, and / or calculating the discharge amount Means for comparing the value with the allowable discharge amount, and a calculated value of the battery heat value or /
And the calculated value of the discharge amount exceeds the allowable battery heat value or / and / or the allowable discharge amount, respectively, or the calculated value of the battery heat amount and / or the calculated value of the discharge amount respectively corresponds to the allowable battery heat value. It is preferable to include means for correcting the tentatively determined peak shift amount when the amount or / and the allowable discharge amount is significantly lower. Further, the calculating means calculates the discharge current and the discharge amount for each discharge time step of the battery module,
It is preferable to include means for repeating this calculation until a discharge end time determined by the provisionally determined peak shift amount, and means for feeding back the calculated value of the discharge amount to the calculation of the discharge current. Further, the calculation means may include means for approximating a daily load characteristic of the power system as a function. Further, the calculation means may include means for taking in the heat radiation characteristic of the battery module and / or the temperature dependency of the discharge characteristic of the battery module.
【０００８】また、本発明のナトリウム硫黄電池システ
ムは、前記計算手段が前記ピークシフト量の計算結果を
用いて各時間での前記電池モジュールの放電電流の値を
計算する手段を含み、前記制御手段が前記放電電流の値
に従って前記電池モジュールの放電を制御する手段を含
むこと、あるいは、前記計算手段が前記ピークシフト量
の計算結果を用いて基準電力レベルを定める手段を含
み、前記制御手段が前記基準電力レベルを越える負荷電
力に追随して前記電池モジュールの放電を制御する手段
を含むことが望ましい。さらに、後者においては、前記
ナトリウム硫黄電池の温度または／及び前記電池モジュ
ールの放電量を計測する手段、前記計測温度または／及
び計測放電量と前記ナトリウム硫黄電池の許容温度また
は／及び前記電池モジュールの許容放電量をそれぞれ比
較する手段、前記計測温度または／及び前記計測放電量
がそれぞれ前記許容温度または／及び許容放電量に達し
たら、あるいは、前記許容温度または／及び許容放電量
を越えたら前記電池モジュールの放電を停止する手段を
含むことができる。The sodium-sulfur battery system of the present invention further includes means for calculating the value of the discharge current of the battery module at each time using the calculation result of the peak shift amount, wherein the calculating means includes: Includes means for controlling the discharge of the battery module according to the value of the discharge current, or the calculation means includes means for determining a reference power level using a calculation result of the peak shift amount, and the control means includes It is desirable to include means for controlling the discharge of the battery module following a load power exceeding a reference power level. Further, in the latter, means for measuring the temperature of the sodium-sulfur battery or / and the discharge amount of the battery module, the measured temperature or / and the measured discharge amount and the permissible temperature of the sodium-sulfur battery or / and the battery module Means for comparing the allowable discharge amount, respectively, the battery when the measured temperature or / and the measured discharge amount respectively reach the allowable temperature or / and the allowable discharge amount or when the measured temperature or / and / or the allowable discharge amount exceeds the allowable temperature or / and the allowable discharge amount Means for stopping the discharge of the module may be included.
【０００９】また、本発明のナトリウム硫黄電池システ
ムは、ナトリウム硫黄電池を断熱容器へ収納した電池モ
ジュールと、交直変換装置と、前記電池モジュールの放
電を制御するための制御手段とから構成され、前記交直
変換装置の最大出力が、電力系統の日負荷特性と前記電
池モジュールの放電特性を用いて前記電池モジュールの
電池発熱量または／及び放電量が前記電池モジュールの
許容電池発熱量または／及び許容放電量を越えないよう
定めた前記電力系統のピークシフト量に等しいか、これ
より大きいことを特徴としている。The sodium-sulfur battery system of the present invention comprises a battery module containing a sodium-sulfur battery in a heat insulating container, an AC / DC converter, and control means for controlling discharge of the battery module. The maximum output of the AC / DC converter is determined by using the daily load characteristic of the power system and the discharge characteristic of the battery module, and the calorific value and / or discharge amount of the battery module is determined by the allowable battery calorific value and / or allowable discharge of the battery module. The peak shift amount of the power system determined not to exceed the amount is equal to or larger than the peak shift amount.
【００１０】さらに、本発明の電力系統システムは、上
述のナトリウム硫黄電池システムを用いた電力系統シス
テムであることを特徴としている。[0010] Further, a power system according to the present invention is characterized in that it is a power system using the above-mentioned sodium-sulfur battery system.
【００１１】一方、本発明のナトリウム硫黄電池システ
ムの運転方法は、ナトリウム硫黄電池を断熱容器に収納
した電池モジュールから構成されるナトリウム硫黄電池
システムにおいて、電力系統の日負荷特性と前記電池モ
ジュールの放電特性を用いて前記電池モジュールの電池
発熱量または／及び放電量がそれぞれ前記電池モジュー
ルの許容電池発熱量または／及び許容放電量を越えない
ように前記電力系統のピークシフト量を計算し、前記ピ
ークシフト量の計算結果を基に前記電池モジュールの放
電を制御することを特徴としている。前記ピークシフト
量の計算は、前記ピークシフト量を仮決めする工程、前
記電力系統の日負荷特性と前記電池モジュールの放電特
性と前記仮決めしたピークシフト量とを用いて前記電池
モジュールの放電電流を計算する工程、前記放電電流の
計算値を用いて前記電池モジュールの電池発熱量または
／及び放電量を計算する工程、前記電池発熱量の計算値
と前記許容電池発熱量、または／及び、前記放電量の計
算値と前記許容放電量とを比較する工程、及び、前記電
池発熱量の計算値または／及び前記放電量の計算値がそ
れぞれ前記許容電池発熱量または／及び前記許容放電量
を上回った場合、あるいは、前記電池発熱量の計算値ま
たは／及び前記放電量の計算値がそれぞれ前記許容電池
発熱量または／及び前記許容放電量を大幅に下回った場
合には、前記仮決めしたピークシフト量を補正する工
程、を含むことが好ましい。また、前記ピークシフト量
の計算は、前記電池モジュールの放電時間ステップ毎に
前記放電電流と前記放電量を計算し、この計算を前記仮
決めしたピークシフト量で定まる放電終了時間になるま
で繰り返す工程、及び、前記放電量の計算値を前記放電
電流の計算にフィードバックする工程、を含むことが望
ましい。また、前記ピークシフト量の計算が前記電力系
統の日負荷特性を関数近似する工程を含むこともでき
る。さらに、前記ピークシフト量の計算が、前記電池モ
ジュールの放熱特性または／および前記電池モジュール
の放電特性の温度依存性を取り込む工程を含むこともで
きる。On the other hand, the method for operating a sodium-sulfur battery system according to the present invention is a method for operating a sodium-sulfur battery system comprising a battery module in which a sodium-sulfur battery is housed in an insulated container. Calculating a peak shift amount of the power system so that a battery heat value and / or a discharge amount of the battery module does not exceed an allowable battery heat value and / or an allowable discharge amount of the battery module, using the characteristic; The discharge of the battery module is controlled based on the calculation result of the shift amount. The calculation of the peak shift amount includes the step of temporarily determining the peak shift amount, the discharge current of the battery module using the daily load characteristic of the power system, the discharge characteristic of the battery module, and the temporarily determined peak shift amount. Calculating the battery calorific value or / and the discharge amount of the battery module using the calculated value of the discharge current, calculating the battery calorific value and the allowable battery calorific value, and / or Comparing the calculated value of the discharge amount with the allowable discharge amount, and the calculated value of the battery heat value or / and the calculated value of the discharge amount respectively exceed the allowable battery heat value or / and the allowable discharge amount. Or if the calculated value of the calorific value of the battery and / or the calculated value of the discharge amount is significantly less than the allowable calorific value of the battery and / or the allowable discharge amount, respectively. , The step of correcting the peak shift amount the temporarily determined, it is preferable to include a. The calculation of the peak shift amount includes calculating the discharge current and the discharge amount for each discharge time step of the battery module, and repeating the calculation until the discharge end time determined by the provisionally determined peak shift amount. And a step of feeding back the calculated value of the discharge amount to the calculation of the discharge current. Further, the calculation of the peak shift amount may include a step of functionally approximating the daily load characteristic of the power system. Further, the calculation of the peak shift amount may include a step of taking in the heat radiation characteristic of the battery module and / or the temperature dependence of the discharge characteristic of the battery module.
【００１２】また、本発明のナトリウム硫黄電池システ
ムの運転方法は、前記ピークシフト量の計算結果を用い
て各時間での前記電池モジュールの放電電流の値を求
め、前記放電電流の値に従って前記電池モジュールの放
電を制御すること、あるいは、前記ピークシフト量の計
算結果を用いて基準電力レベルを定め、前記基準電力レ
ベルを越える負荷電力に追随して前記電池モジュールの
放電を制御することを特徴としている。後者において
は、前記ナトリウム硫黄電池の温度または／及び前記電
池モジュールの放電量を計測し、前記計測温度または／
及び前記計測放電量と前記ナトリウム硫黄電池の許容温
度または／及び前記電池モジュールの許容放電量とをそ
れぞれ比較して、前記計測温度または／及び前記計測放
電量がそれぞれ前記許容温度または／及び前記許容放電
量に達したら、あるいは、前記許容温度または／及び前
記許容放電量を越えたら、前記電池モジュールの放電を
停止することができる。Further, in the method for operating a sodium-sulfur battery system according to the present invention, a value of a discharge current of the battery module at each time is obtained by using the calculation result of the peak shift amount, and the battery is charged according to the value of the discharge current. Controlling the discharge of the module, or determining a reference power level using the calculation result of the peak shift amount, and controlling the discharge of the battery module following a load power exceeding the reference power level. I have. In the latter, the temperature of the sodium-sulfur battery or / and the discharge amount of the battery module are measured, and the measured temperature or /
And comparing the measured discharge amount with the allowable temperature of the sodium-sulfur battery and / or the allowable discharge amount of the battery module, respectively, so that the measured temperature and / or the measured discharge amount is the allowable temperature and / or the allowable temperature, respectively. The discharge of the battery module can be stopped when the discharge amount is reached or when the temperature exceeds the allowable temperature and / or the allowable discharge amount.
【００１３】本発明によれば、電池モジュールの電池許
容温度または／及び許容放電量の範囲内で適切なピーク
シフト量が計算され、それに基づいて電池モジュールの
放電が制御されるために、電池モジュールの信頼性が損
なわれることはなく、また、ナトリウム硫黄電池に貯蔵
した電気エネルギーを有効に生かして電力系統のピーク
シフトが可能である。また、電池モジュールからの放熱
を必要以上に大きくする必要がないため、充電時や待機
時などに電池温度を保つために大きなエネルギーを必要
とすることはなく、ナトリウム硫黄電池システムの効率
を高く保つことができる。さらに、交直変換装置の最大
出力が適切に選ばれるため、設備に無駄がなく、かつ、
有効に電力系統のピークシフトが達成される。これらの
結果、ピークシフトが有効に行えると共に信頼性や効率
の高い電力系統システムが実現される。According to the present invention, an appropriate peak shift amount is calculated within a range of a battery allowable temperature and / or an allowable discharge amount of the battery module, and the discharge of the battery module is controlled based on the calculated peak shift amount. The reliability of the power system is not impaired, and the peak shift of the power system is possible by effectively utilizing the electric energy stored in the sodium-sulfur battery. Also, since it is not necessary to increase the heat radiation from the battery module more than necessary, there is no need for large energy to maintain the battery temperature during charging or standby, and the efficiency of the sodium-sulfur battery system is kept high. be able to. Furthermore, since the maximum output of the AC / DC converter is appropriately selected, there is no waste in the equipment, and
The peak shift of the power system is effectively achieved. As a result, a highly reliable and efficient power system can be realized while peak shifting can be performed effectively.
【００１４】なお、電池モジュールの許容電池発熱量と
許容放電量は電池モジュールの構造設計及び要求寿命な
どによって異なり、前者は電池モジュールの熱容量，放
熱量及び要求寿命から定まる電池許容温度などによって
定まる。例えば、電力系統で要求される１５年の寿命を
確保するためにはナトリウム硫黄電池の温度は約370℃
以下に保つ必要があり、待機時の電池温度の最大値を３
２０℃とすれば許容温度上昇量は５０℃となる。放熱量
の影響が小さい場合には、これと電池モジュールの熱容
量との積がほぼ許容電池発熱量となる。一方、許容放電
量は主にナトリウム及び硫黄などの活物質の量で定ま
る。一般的ナトリウム硫黄電池の構造では活物質の利用
率は８０〜９０％程度であり、活物質の量に利用率を掛
けた値を用い、これの電気化学反応に伴うクーロン量よ
り許容放電量が定まる。The allowable amount of heat generated and the allowable amount of discharge of the battery module differ depending on the structural design and required life of the battery module, and the former is determined by the allowable temperature of the battery determined from the heat capacity, the amount of heat radiation and the required life of the battery module. For example, the temperature of a sodium-sulfur battery needs to be about
The maximum value of the battery temperature during standby must be 3
If the temperature is set to 20 ° C., the allowable temperature rise becomes 50 ° C. When the influence of the heat release amount is small, the product of the heat release amount and the heat capacity of the battery module substantially becomes the allowable battery heat generation amount. On the other hand, the allowable discharge amount is determined mainly by the amount of active materials such as sodium and sulfur. In the structure of a general sodium-sulfur battery, the utilization rate of the active material is about 80 to 90%, and the value obtained by multiplying the utilization rate by the amount of the active material is used. Is determined.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に従って説
明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments.
【００１６】図１は本発明のナトリウム硫黄電池システ
ムの構成例を示している。図において、１は電池モジュ
ールで、断熱容器２の内部に複数個のナトリウム硫黄電
池３を収納した構造を持っている。断熱容器２として
は、断熱性能が優れている理由から普通真空断熱容器が
用いられ、内部に図示されていないヒータを設けてシス
テムの立上げ時や充電時，待機時等に電池を加熱してい
る。また、４，５は絶縁材で、それぞれ電池および電気
配線の電気絶縁のために設けられる。６は交直変換装置
で、電池からの直流電力を交流電力に変換して電力系統
や負荷へ供給（放電）し、また逆に、電力系統や発電機
からの交流電力を直流電力に変換して電池に供給（充
電）している。なお、交直変換装置に用いる半導体素子
としてはIGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor)が
普通に用いられる。７は電気絶縁や昇圧のための変圧器
で、交直変換装置６は変圧器７を介して、図示されてい
ない電力系統などと接続されている。また、８は制御装
置などの制御手段で、計算機などの計算手段９により、
前記電気モジュールにより可能な電力系統のピークシフ
ト量を計算した結果を基に、交直変換装置６によって電
池モジュール１の放電を制御している。さらに、前記電
力系統のピークシフト量は、前記電力系統や負荷で必要
とされる電力の日負荷特性と電池モジュールの放電特性
を用いて、前記電池モジュールの電池発熱量または／及
び放電量が前記電池モジュールの許容電池発熱量または
／及び許容放電量を越えないように、計算手段９によっ
て計算される。FIG. 1 shows a configuration example of a sodium-sulfur battery system of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a battery module having a structure in which a plurality of sodium-sulfur batteries 3 are housed inside a heat insulating container 2. As the heat insulating container 2, a vacuum heat insulating container is generally used because of its excellent heat insulating performance, and a heater (not shown) is provided inside to heat the battery at the time of starting up the system, charging, and waiting. I have. Insulating materials 4 and 5 are provided for electric insulation of the battery and the electric wiring, respectively. Reference numeral 6 denotes an AC / DC converter which converts DC power from a battery into AC power and supplies (discharges) it to a power system or a load, and conversely converts AC power from a power system or a generator into DC power. Supplying (charging) the battery. An IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is commonly used as a semiconductor element used in the AC / DC converter. Reference numeral 7 denotes a transformer for electrical insulation and boosting. The AC / DC converter 6 is connected to a power system (not shown) via the transformer 7. Reference numeral 8 denotes control means such as a control device, which is calculated by calculation means 9 such as a computer.
The discharge of the battery module 1 is controlled by the AC / DC converter 6 based on the result of calculating the peak shift amount of the power system that can be performed by the electric module. Further, the peak shift amount of the power system is calculated by using the daily load characteristic of the power required in the power system or the load and the discharge characteristic of the battery module, and calculating the battery heat generation amount and / or the discharge amount of the battery module. The calculation is performed by the calculation means 9 so as not to exceed the allowable battery heat generation amount and / or the allowable discharge amount of the battery module.
【００１７】この方法によれば、電池モジュールの許容
電池発熱量または／及び許容放電量の範囲内に納まるよ
うに電池モジュールが適切に放電制御されるため、ナト
リウム硫黄電池の信頼性を損なうことなく、有効に電力
系統のピークシフトが可能となる。また、断熱容器の放
熱特性を必要以上に大きく設計する必要がないため、ナ
トリウム硫黄電池システムの効率を高くできる。なお、
電池モジュールの放電の際には、電池発熱量，放電量共
に許容値内に納めるように制御する必要があるが、電池
発熱量，放電量の一方が許容値内に納まれば、他方は自
動的に許容値に納まるように電池モジュールを設計する
ことが可能である。この場合には、電池発熱量または放
電量の一方を計算して、計算結果が許容値を越えないよ
うに電力系統のピークシフト量を定めれば良い。According to this method, the battery module is appropriately controlled to discharge so as to fall within the range of the allowable battery calorific value and / or the allowable discharge amount of the battery module, so that the reliability of the sodium-sulfur battery is not impaired. Thus, the peak shift of the power system can be effectively performed. In addition, since it is not necessary to design the heat radiation characteristics of the heat insulating container larger than necessary, the efficiency of the sodium sulfur battery system can be increased. In addition,
When discharging the battery module, it is necessary to control so that both the calorific value and the discharge amount of the battery fall within the allowable values, but if one of the calorific value of the battery and the discharge amount falls within the allowable values, the other is automatically controlled. It is possible to design the battery module so as to fit within the allowable value. In this case, one of the battery calorific value and the discharge amount may be calculated, and the peak shift amount of the power system may be determined so that the calculation result does not exceed the allowable value.
【００１８】図２は、本発明のナトリウム硫黄電池シス
テムで用いられる電力のピークシフト量の計算フローの
例を示している。図のように、まず電力の日負荷特性を
基に、ピークシフト量ΔＷを仮決めする。図３は電力の
日負荷特性の一例を示しており、電力ピークからΔＷだ
け下がった破線で示される基準電力レベルＷ0 を越える
部分の電力Ｗ(ｔ)を電池モジュールからの放電によって
賄って、ピークシフトすることを想定している。なお、
放電に必要な電気エネルギーは夜間の充電によって賄わ
れる。また、図３のように過去の負荷パターンを基に推
定した日負荷特性を用いる代わりに、負荷電力の時間変
化を三角関数，三角波，台形などで近似することも可能
である。FIG. 2 shows an example of a calculation flow of the peak shift amount of electric power used in the sodium-sulfur battery system of the present invention. As shown in the figure, first, the peak shift amount ΔW is provisionally determined based on the daily load characteristics of the electric power. Figure 3 shows an example of the power of daily load characteristics, the power W of the portion exceeding the reference power level W 0 shown only lowered dashed ΔW from the power peak (t) and financed by the discharge from the battery module, It is assumed that the peak shifts. In addition,
The electrical energy required for discharging is provided by nighttime charging. Instead of using the daily load characteristics estimated based on the past load patterns as shown in FIG. 3, it is also possible to approximate the time change of the load power by a trigonometric function, a triangular wave, a trapezoid, or the like.
【００１９】次に、日負荷特性と仮決めしたピークシフ
ト量から、放電開始時間ｔ1 ，放電終了時間ｔ2 及び各
時間での放電量Ｗ(ｔ)を求める。次に、これらの値と電
池モジュールの放電特性から、数１によって各時間の電
池モジュールの放電電流Ｉ(ｔ)を計算する。Next, a discharge start time t 1 , a discharge end time t 2 and a discharge amount W (t) at each time are obtained from the daily load characteristics and the temporarily determined peak shift amount. Next, from these values and the discharge characteristics of the battery module, the discharge current I (t) of the battery module at each time is calculated according to Equation 1.
【００２０】[0020]
【数１】 Ｗ(ｔ)＝η×〔Ｅ0−Ｉ(ｔ)×Ｒ〕×Ｉ(ｔ) …（１） ここで、ηは交直変換装置の直流から交流への変換効
率、Ｅ0 は電池モジュールの起電力、Ｒは電池モジュー
ルの内部抵抗である。なお、実際の計算に当っては、放
電終了時間ｔ2 と放電開始時間ｔ1 との間をΔｔ間隔の
ステップに分け、各ステップ毎にこの計算をｔ1 からｔ
2 の範囲で繰り返して、各時間ステップにおける放電電
流を求めれば良い。W (t) = η × [E 0 −I (t) × R] × I (t) (1) where η is the DC-to-AC conversion efficiency of the AC / DC converter, E 0 Is the electromotive force of the battery module, and R is the internal resistance of the battery module. In the actual calculation, the interval between the discharge end time t 2 and the discharge start time t 1 is divided into steps at intervals of Δt, and this calculation is performed for each step from t 1 to t
The discharge current in each time step may be obtained by repeating the process in the range of 2 .
【００２１】図４に電池モジュールの充放電特性を模式
的に示す。この図に見られる様に、放電特性は起電力Ｅ
0 から内部抵抗Ｒによる電圧降下ＩＲを引いて得られ
る。電池モジュールにナトリウム硫黄電池を用いた場
合、図４に見られるように起電力Ｅ0 は放電量Ｑに従っ
て変化し、また、内部抵抗の値も厳密には一定ではなく
て、放電量Ｑによって変化する。この場合、数２によっ
て各時間での放電量Ｑ(ｔ)を求め、この値と図４に示し
た電池モジュールの充放電特性から各時間における起電
力Ｅ0 及び内部抵抗Ｒを求め、これを数１にフィードバ
ックして放電電流Ｉ(ｔ)を計算すれば良い。この方法に
より、高精度に放電電流が計算できる。FIG. 4 schematically shows the charge / discharge characteristics of the battery module. As can be seen from this figure, the discharge characteristic is the electromotive force E
It is obtained by subtracting the voltage drop IR due to the internal resistance R from 0 . When a sodium-sulfur battery is used as the battery module, as shown in FIG. 4, the electromotive force E 0 changes according to the discharge amount Q, and the value of the internal resistance is not strictly constant, but changes according to the discharge amount Q. I do. In this case, the amount of discharge Q (t) at each time is obtained from Equation 2, and the electromotive force E 0 and the internal resistance R at each time are obtained from this value and the charge / discharge characteristics of the battery module shown in FIG. The discharge current I (t) may be calculated by feeding back the equation (1). According to this method, the discharge current can be calculated with high accuracy.
【００２２】[0022]
【数２】 (Equation 2)
【００２３】ここで、ｔ′＝ｔ1 ＋ｎΔｔ，ｎ＝１〜
（ｔ−ｔ1)／Δｔ 次に、各時間ステップ毎に求めた放電電流と内部抵抗を
用い、数３により電池モジュールの発熱量Ｈ(ｔ2)を計
算する。Here, t '= t 1 + nΔt, n = 1 to
(T−t 1 ) / Δt Next, the calorific value H (t 2 ) of the battery module is calculated by Equation 3 using the discharge current and the internal resistance obtained for each time step.
【００２４】[0024]
【数３】 Ｈ(ｔ2)＝ΣＲ×Ｉ2(ｔ′)Δｔ …（３） ここで、ｔ′＝ｔ1 ＋ｎΔｔ，ｎ＝１〜（ｔ2−ｔ1)／
Δｔ 最後に、電池モジュールの熱容量と許容温度上昇量より
求めた許容電池発熱量Ｈ0、または／及び、電池モジュ
ールの活物質量より求めた許容放電量Ｑ0と、数３から
求めた発熱量Ｈ(ｔ2)または／及び数２から求めた放電
量Ｑ(ｔ2)とを比較する。ここで、Ｈ(ｔ2)＞Ｈ0または
／及びＱ(ｔ2)＞Ｑ0であれば放電し過ぎと判断して、計
算の最初に戻って新たに少し小さいピークシフト量を設
定し、上述の計算をＨ(ｔ2)≦Ｈ0、かつ、Ｑ(ｔ2)≦Ｑ0
になるまで繰り返せば良い。なお、Ｈ(ｔ2)およびＱ(ｔ
2)がそれぞれＨ0，Ｑ0に比べて小さ過ぎる場合には、ピ
ークシフト量の設定値を少し大きくして、再度計算を行
い、許容電池発熱量と許容放電量の範囲内でピークシフ
ト量の最適化を図れば良い。このような方法により、適
切なピークシフト量ΔＷを定めることができ、これを基
に求めた各時間での放電電流Ｉ(ｔ)を用いて、電池モジ
ュールの放電を適切に制御することが可能となる。この
結果、電池モジュールを構成するナトリウム硫黄電池の
信頼性を損なうことなく、電池モジュールに蓄えた電気
エネルギーを有効に生かして電力系統のピークシフトが
可能となる。なお、許容電池発熱量及び許容放電量の範
囲内でできるだけピークシフト量が大きくなるように電
池モジュールの放電を制御することにより、電池モジュ
ールに蓄えた電気エネルギーが有効に活用できて有利で
あることは云うまでもない。H (t 2 ) = ΣR × I 2 (t ′) Δt (3) where t ′ = t 1 + nΔt, n = 1 to (t 2 −t 1 ) /
Δt Finally, the allowable battery calorific value H 0 obtained from the heat capacity of the battery module and the allowable temperature rise amount, and / or the allowable discharge amount Q 0 obtained from the active material amount of the battery module, and the calorific value obtained from Equation 3 H (t 2 ) and / or the discharge amount Q (t 2 ) obtained from Equation 2 are compared. Here, if H (t 2 )> H 0 and / or Q (t 2 )> Q 0 , it is determined that the discharge is excessive, and the process returns to the beginning of the calculation to set a new slightly smaller peak shift amount. The above calculation is performed by calculating H (t 2 ) ≦ H 0 and Q (t 2 ) ≦ Q 0
Repeat until you have. Note that H (t 2 ) and Q (t
If 2) is too small compared to H 0, Q 0, respectively, and a little larger set value of the peak shift amount, perform calculations again, peak shift amount in the range of allowable discharge amount and the allowable battery heating value Should be optimized. By such a method, an appropriate peak shift amount ΔW can be determined, and the discharge of the battery module can be appropriately controlled using the discharge current I (t) at each time obtained based on the amount. Becomes As a result, the peak shift of the electric power system can be performed by effectively utilizing the electric energy stored in the battery module without impairing the reliability of the sodium-sulfur battery constituting the battery module. In addition, by controlling the discharge of the battery module so that the peak shift amount becomes as large as possible within the range of the allowable battery heat generation amount and the allowable discharge amount, the electric energy stored in the battery module can be effectively used, which is advantageous. Needless to say.
【００２５】また、上述の計算においてさらに計算精度
を高めるためには、電池モジュールの発熱による温度上
昇や電池モジュールからの放熱の影響を考慮する必要が
ある。具体的には、温度上昇に伴って電池モジュールの
起電力Ｅ0 や内部抵抗Ｒは少し低下する。さらに、放電
時間中に電池モジュールから放熱して、温度が少し低下
する。これらの影響を上述の計算に取り込むことによ
り、高精度な計算が可能となる。一方、これらの影響を
無視して計算した場合、計算が比較的簡単であるという
利点があると共に、求まる適切なピークシフト量はこれ
らの影響を考慮した場合よりも小さい値となり、安全側
で電池モジュールを運転することになるため、電池モジ
ュールを構成するナトリウム硫黄電池の信頼性を損ねる
心配はない。さらに、この方法によれば、放電時の放熱
が無視できる位小さい場合でも適切な放電制御が可能と
なり、電池モジュールからの放熱を小さくして、ナトリ
ウム硫黄電池システムの効率を高く保つことができる。Further, in order to further increase the calculation accuracy in the above calculation, it is necessary to consider the influence of temperature rise due to heat generation of the battery module and heat radiation from the battery module. Specifically, the electromotive force E 0 and the internal resistance R of the battery module slightly decrease as the temperature rises. Further, heat is radiated from the battery module during the discharge time, and the temperature decreases slightly. By incorporating these effects into the above-described calculations, highly accurate calculations can be performed. On the other hand, when calculating by ignoring these effects, there is an advantage that the calculation is relatively simple, and the appropriate amount of peak shift to be obtained is smaller than when considering these effects. Since the module is operated, there is no fear that the reliability of the sodium-sulfur battery constituting the battery module is impaired. Furthermore, according to this method, even when the heat radiation at the time of discharge is negligibly small, appropriate discharge control can be performed, the heat radiation from the battery module can be reduced, and the efficiency of the sodium sulfur battery system can be kept high.
【００２６】また、図３の日負荷特性を関数近似して上
記計算に用いることもできる。この場合、図２の計算フ
ローを用いる代わりに、数１，数２，数３及び許容電池
発熱量または／及び許容放電量の値を用いて、適切なピ
ークシフト量を直接計算することも可能である。この方
法によれば、図２の計算フローを用いる場合よりも計算
時間が短くできるという利点がある。The daily load characteristics shown in FIG. 3 can be approximated by a function and used for the above calculation. In this case, instead of using the calculation flow of FIG. 2, it is also possible to directly calculate an appropriate peak shift amount by using the values of Equations 1, 2, and 3 and the allowable battery heat generation amount and / or allowable discharge amount. It is. According to this method, there is an advantage that the calculation time can be shortened as compared with the case where the calculation flow of FIG. 2 is used.
【００２７】さらに、上記計算から求めたピークシフト
量ΔＷを用いて図２に示したように基準電力レベルＷ0
（電力ピークからピークシフト量を差し引いた値）を定
め、基準電力レベルを越える実際の負荷電力に追随して
前記電池モジュールの放電を制御することも可能であ
る。図５はこの場合のナトリウム硫黄電池システムの構
成例を示しており、図１と同じ符号で示したものは同じ
内容を示している。図において、１０は熱電対などの電
池温度計測手段、１１は電池モジュールの放電量計測手
段、１２は図示されていない負荷に電力を供給するため
の電力系統、１３，１４はＰＴ，ＣＴなどの負荷電力計
測手段である。Furthermore, reference power level W 0 as shown in FIG. 2 with the peak shift amount ΔW obtained from the calculation
It is also possible to determine (a value obtained by subtracting the peak shift amount from the power peak) and control the discharge of the battery module following the actual load power exceeding the reference power level. FIG. 5 shows a configuration example of the sodium-sulfur battery system in this case, and the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same contents. In the figure, 10 is a battery temperature measuring means such as a thermocouple, 11 is a discharging amount measuring means of a battery module, 12 is a power system for supplying power to a load (not shown), and 13 and 14 are PT, CT and the like. This is a load power measuring means.
【００２８】この方法によれば、負荷で実際に要求され
る電力を計測し、それに基づいて電池モジュールから電
力が供給されるため、放電電流の計算値に従って放電制
御する場合に比べて、ピークシフトが高精度に行えると
いう利点がある。この方法の場合、実際の負荷電力が図
３に示した予想日負荷特性で必要とされる電力よりも大
きい時には、放電の途中、特に後半で、許容電池発熱量
または／及び許容放電量を越えて放電が継続されるケー
スが起こることが予想される。この場合、電池モジュー
ルを構成するナトリウム硫黄電池に温度計測手段を取付
けて放電時の電池温度を計測し、これを電池寿命などで
定まる電池許容温度と比較して、計測温度が許容温度に
達するか、これを越えたら、放電を停止するように制御
すれば良い。また、放電量についても電池モジュールに
放電量計測手段、例えば、放電電流の計測装置と積算装
置を取付け、計測放電量と許容放電量を比較して、計測
放電量が許容放電量に達するか、これを越えた時に放電
を停止するように制御すれば良い。この方法によって有
効にピークシフトすると共に、ナトリウム硫黄電池の信
頼性を高く保つことができる。According to this method, the power actually required by the load is measured, and the power is supplied from the battery module based on the measured power. Therefore, compared to the case where the discharge control is performed according to the calculated value of the discharge current, the peak shift is performed. Can be performed with high accuracy. In the case of this method, when the actual load power is larger than the power required by the expected daily load characteristic shown in FIG. 3, during the discharge, particularly in the latter half, the allowable battery calorific value and / or the allowable discharge amount are exceeded. It is expected that a case in which the discharge continues will occur. In this case, a temperature measuring means is attached to the sodium-sulfur battery constituting the battery module, the battery temperature at the time of discharge is measured, and this is compared with the battery allowable temperature determined by the battery life, etc., to determine whether the measured temperature reaches the allowable temperature. If it exceeds this, control may be performed to stop the discharge. Also, regarding the discharge amount, a discharge amount measuring means, for example, a discharge current measuring device and an integrating device are attached to the battery module, and the measured discharge amount and the allowable discharge amount are compared to determine whether the measured discharge amount reaches the allowable discharge amount. Control may be performed so that the discharge is stopped when the voltage exceeds this. By this method, peak shift can be effectively performed, and the reliability of the sodium-sulfur battery can be kept high.
【００２９】さらに、図１や図５に示された交直変換装
置の最大出力は、前記電力系統や負荷で必要とされる電
力の日負荷特性と電池モジュールの放電特性を用いて、
前記電池モジュールの電池発熱量または／及び放電量が
それぞれ前記電池モジュールの許容電池発熱量または／
及び許容放電量を越えないように定められた前記電力系
統のピークシフト量、即ち図２のΔＷ、と一致するか、
または、これより大きくすることが望ましい。交直変換
装置の最大出力を電力系統のピークシフト量として定め
た値と一致させれば、装置に無駄がなく、かつ、有効に
ピークシフトできるという利点がある。一方、最大出力
をこれより大きくした場合には、図５のような負荷電力
に追随して電池モジュールを運転する際、実際の負荷電
力が予想日負荷特性で必要とされる電力よりも大きい時
にも有効に電力系統のピークシフトが可能となる。ま
た、電力系統のピークシフト量を定める場合、電池発熱
量が許容電池発熱量と等しいか、これを越えないように
ピークシフト量を定め、電池モジュールの放電容量は許
容放電量に対して余裕を持つように設計して、放電終了
後の待機時にも電池モジュールに電気エネルギーが残留
するようにすれば、この分の電気エネルギーを非常用電
源として利用することができる。Further, the maximum output of the AC / DC converter shown in FIGS. 1 and 5 is calculated by using the daily load characteristic of the electric power required by the electric power system and the load and the discharge characteristic of the battery module.
The battery calorific value or / and / or the discharge amount of the battery module is the allowable battery calorific value or /
And the peak shift amount of the power system determined so as not to exceed the allowable discharge amount, that is, ΔW in FIG.
Alternatively, it is desirable to make it larger. If the maximum output of the AC / DC converter is made to coincide with the value determined as the peak shift amount of the power system, there is an advantage that the device can be efficiently and effectively peak-shifted. On the other hand, when the maximum output is made larger than this, when the battery module is operated following the load power as shown in FIG. 5 and the actual load power is larger than the power required by the expected daily load characteristic, This also makes it possible to effectively shift the peak of the power system. When determining the peak shift amount of the power system, determine the peak shift amount so that the battery calorific value is equal to or does not exceed the allowable battery calorific value, and the discharge capacity of the battery module has a margin with respect to the allowable discharge amount. If the battery module is designed so as to have the electric energy remaining in the battery module even during the standby after the end of the discharge, the electric energy corresponding to this can be used as an emergency power supply.
【００３０】具体例として、１本当りの容量約４８０Ｗ
ｈ，定格出力約６０Ｗのナトリウム硫黄電池を用い、電
池２１６本を縦約１ｍ，横約１.５ｍ，高さ約０.６ｍの
真空断熱容器に平面方向に配列して収納し、図１に示し
たと類似の構造の容量約ＤＣ１００ｋＷｈの電池モジュ
ールを得た。なお、電気端子としてはアルミニウム製の
ブスバを用い、ガラスウールで絶縁して、断熱容器の外
部へ取り出した。また、断熱容器としては真空断熱容器
を用いた。さらに、交直変換装置としてはIGBT素子を使
用した変換効率が９５％，最大出力がＡＣ５０ｋＷの変
換装置を用いた。As a specific example, the capacity per one piece is about 480 W
h, using a sodium-sulfur battery having a rated output of about 60 W, 216 batteries were arranged in a vacuum insulated container having a length of about 1 m, a width of about 1.5 m, and a height of about 0.6 m in a planar direction, and stored in FIG. A battery module having a capacity similar to that shown and having a capacity of about 100 kWh DC was obtained. In addition, an aluminum bus bar was used as an electric terminal, insulated with glass wool, and taken out of the heat insulating container. Further, a vacuum heat insulating container was used as the heat insulating container. Further, as the AC / DC converter, a converter using an IGBT element and having a conversion efficiency of 95% and a maximum output of 50 kW AC was used.
【００３１】このナトリウム硫黄電池システムを用い、
図２に示した計算フローで図３に示した日負荷特性につ
いてピークシフト量、放電開始時間，放電終了時間及び
各時間の放電電流を計算し、これを基に電池モジュール
の放電を制御した。この結果、放電継続時間約４ｈ，放
電ピーク出力ＡＣ４５kＷの運転となり、ＡＣ４５kＷ分
のピークシフトが可能なことが判明した。また、放電開
始時のナトリウム硫黄電池の温度は３２０℃、放電終了
時の電池温度は３７０℃であり、ナトリウム硫黄電池の
信頼性上問題のない温度範囲での運転が可能であった。
さらに、ナトリウム硫黄電池システムの効率は７５％以
上で、一般の負荷平準化の運転に用いられる８時間定電
力放電，８時間定電流充電，８時間待機の運転パターン
の時とあまり遜色のない効率であった。さらに、このナ
トリウム硫黄電池システムを用いることにより、電力系
統システムのピークシフトが有効に行え、かつ、システ
ム効率が高くできることが判明した。Using this sodium-sulfur battery system,
The peak shift amount, the discharge start time, the discharge end time, and the discharge current at each time were calculated for the daily load characteristics shown in FIG. 3 in the calculation flow shown in FIG. 2, and the discharge of the battery module was controlled based on this. As a result, it was found that the operation was performed with a discharge duration of about 4 hours and a discharge peak output of AC 45 kW, and a peak shift of AC 45 kW was possible. The temperature of the sodium-sulfur battery at the start of discharging was 320 ° C., and the temperature of the battery at the end of discharging was 370 ° C., so that the sodium-sulfur battery could be operated in a temperature range without any problem in reliability.
Further, the efficiency of the sodium-sulfur battery system is 75% or more, which is not less than that of the 8-hour constant power discharge, 8-hour constant current charging, and 8-hour standby operation pattern used for general load leveling operation. Met. Further, it has been found that the peak shift of the power system can be effectively performed and the system efficiency can be increased by using the sodium-sulfur battery system.
【００３２】[0032]
【発明の効果】本発明によれば、ナトリウム硫黄電池の
信頼性を損なうことがなく、また、設備能力に無駄のな
い交直変換装置を用いて、電力のピークシフトを有効に
行うことができる。さらに、ナトリウム硫黄電池システ
ム及びこれを用いた電力系統システムの効率を高く保つ
ことができる。According to the present invention, the peak shift of electric power can be effectively performed by using an AC / DC converter that does not impair the reliability of the sodium-sulfur battery and that has no waste in equipment capacity. Further, the efficiency of the sodium sulfur battery system and the power system using the same can be kept high.
【図１】本発明のナトリウム硫黄電池システムの構成例
を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration example of a sodium-sulfur battery system of the present invention.
【図２】本発明のナトリウム硫黄電池システムの放電制
御のための計算フローの例を示すフロー図。FIG. 2 is a flowchart showing an example of a calculation flow for discharge control of the sodium-sulfur battery system of the present invention.
【図３】電力の日負荷パターンの例を示すパターン図。FIG. 3 is a pattern diagram showing an example of a daily load pattern of electric power.
【図４】電池モジュールの充放電特性の例を示す特性
図。FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of charge / discharge characteristics of a battery module.
【図５】本発明のナトリウム硫黄電池システムの構成例
を示す構成図。FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration example of a sodium-sulfur battery system of the present invention.
１…電池モジュール、２…断熱容器、３…ナトリウム硫
黄電池、４，５…絶縁材、６…交直変換装置、７…変圧
器、８…制御手段、９…計算手段、１０…電池温度計測
手段、１１…放電量計測手段、１２…電力系統、１３，
１４…負荷電力計測手段。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery module, 2 ... Insulated container, 3 ... Sodium-sulfur battery, 4, 5 ... Insulating material, 6 ... AC / DC converter, 7 ... Transformer, 8 ... Control means, 9 ... Calculation means, 10 ... Battery temperature measurement means , 11 ... discharge amount measuring means, 12 ... power system, 13,
14: Load power measuring means.
Claims (10)
電池モジュールと、前記電池モジュールで得られた直流
電力を交流電力に変換する交直変換装置と、前記電池モ
ジュールの発熱量及び／または放熱量から電力系統のピ
ークシフト量を計算する計算手段と、前記計算手段で得
られたピークシフト量から前記電池モジュールの放電を
制御する制御手段を有することを特徴とするナトリウム
硫黄電池システム。1. A battery module for accommodating a sodium-sulfur battery in an insulated container, an AC / DC converter for converting DC power obtained by the battery module into AC power, and a heat generation amount and / or heat release amount of the battery module. A sodium-sulfur battery system comprising: calculating means for calculating a peak shift amount of an electric power system; and control means for controlling discharge of the battery module based on the peak shift amount obtained by the calculating means.
ークシフト量を仮決めする手段、前記電力系統の日負荷
特性と前記電池モジュールの放電特性と仮決めしたピー
クシフト量とを用いて前記電池モジュールの放電電流を
計算する手段、前記放電電流の計算値を用いて前記電池
モジュールの電池発熱量及び／または前記放電量の計算
値と前記許容放電量とを比較する手段、前記電池発熱量
及び／または前記放電量の計算値がそれぞれ前記許容電
池発熱量及び／または前記放電量を下回った場合には、
前記仮決めしたピークシフト量を補正する手段を有する
ことを特徴とするナトリウム硫黄電池システム。2. The calculating means according to claim 1, wherein said means for temporarily determining said peak shift amount uses a daily load characteristic of said power system, a discharge characteristic of said battery module and a temporarily determined peak shift amount. Means for calculating the discharge current of the battery module by using the calculated value of the discharge current, means for comparing the calorific value of the battery of the battery module and / or the calculated value of the discharge amount with the allowable discharge amount, the battery When the calorific value and / or the calculated value of the discharge amount are lower than the allowable battery heat value and / or the discharge amount, respectively,
A sodium-sulfur battery system having means for correcting the tentatively determined peak shift amount.
電電流の値に従って前記電池モジュールの放電を制御す
る手段であることを特徴とするナトリウム硫黄電池シス
テム。3. The sodium-sulfur battery system according to claim 1, wherein said control means is means for controlling discharge of said battery module according to a value of said discharge current.
準電圧レベルを越える負荷電力に追随して前記電池モジ
ュールの放電を制御する手段であることを特徴とするナ
トリウム硫黄電池システム。4. The sodium-sulfur battery system according to claim 1, wherein said control means is means for controlling discharge of said battery module following a load power exceeding said reference voltage level.
電池モジュールと、前記電池モジュールで得られた直流
電力を交流電力に変換する交直変換装置と、前記電池モ
ジュールの放電を制御するための制御手段とを有するナ
トリウム硫黄電池システムであって、前記交直変換装置
の最大出力が、電力系統の日負荷特性と前記電池モジュ
ールの放電特性を用いて前記電池モジュールの電池発熱
量及び／または放電量が前記電池モジュールの許容電池
発熱量及び／または許容発熱量を越えないように電力系
統のピークシフト量を定める設定手段と、前記設定手段
による前記電力系統のピークシフト量と前記最大出力と
を比較して前記電力系統のピークシフト量が前記最大出
力を越えないように制御することを特徴とするナトリウ
ム硫黄電池システム。5. A battery module containing a sodium-sulfur battery in a heat insulating container, an AC / DC converter for converting DC power obtained by the battery module into AC power, and control means for controlling discharge of the battery module. Wherein the maximum output of the AC / DC conversion device is such that a battery calorific value and / or a discharge amount of the battery module is determined using a daily load characteristic of a power system and a discharge characteristic of the battery module. Setting means for determining the peak shift amount of the power system so as not to exceed the allowable battery heat value and / or the allowable heat value of the battery module; and comparing the peak shift amount of the power system by the setting device with the maximum output. A sodium-sulfur battery system for controlling a peak shift amount of the power system so as not to exceed the maximum output. .
フト量を定める設定手段が、前記ピークシフト量を仮決
めする手段、前記電力系統の日負荷特性と前記電池モジ
ュールの放電特性と仮決めしたピークシフト量とを用い
て前記電池モジュールの放電電流を計算する手段、前記
放電電流の計算値を用いて前記電池モジュールの電池発
熱量及び／または発熱量を計算する手段、前記電池発熱
量の計算値と前記許容電池発熱量、及び／または前記放
電量の計算値と前記許容放電量とを比較する手段、及
び、前記電池発熱量の計算値及び／または前記放電量の
計算値がそれぞれ前記許容電池発熱量及び／または前記
許容放電量を上回った場合、あるいは、前記電池発熱量
の計算値及び／または前記放電量の計算値がそれぞれ前
記許容電池発熱量及び／または前記許容放電量を下回っ
た場合には、前記仮決めしたピークシフト量を補正する
手段を有することを特徴とするナトリウム硫黄電池シス
テム。6. The power supply system according to claim 5, wherein the setting means for determining the peak shift amount of the power system includes a means for temporarily determining the peak shift amount, a daily load characteristic of the power system, a discharge characteristic of the battery module, Means for calculating the discharge current of the battery module using the determined peak shift amount; means for calculating the calorific value and / or calorific value of the battery module using the calculated value of the discharge current; Means for comparing the calculated value of the battery with the allowable battery calorific value, and / or the calculated value of the discharge amount with the allowable discharge amount, and the calculated value of the battery calorific value and / or the calculated value of the discharge amount are respectively When the allowable battery calorific value and / or the allowable discharge amount is exceeded, or the calculated value of the battery calorific value and / or the calculated value of the discharge amount are respectively equal to the allowable battery calorific value and / Or if lower than the allowable amount of discharge, the sodium-sulfur battery system characterized in that it comprises means for correcting the peak shift amount the temporarily determined.
ナトリウム硫黄電池システムを用いたことを特徴とする
電力系統システム。7. A power system using the sodium-sulfur battery system according to any one of claims 1 to 6.
電池モジュールから構成されるナトリウム硫黄電池シス
テムの運転方法において、電力系統の日負荷特性と前記
電池モジュールの放電特性を用いて前記電池モジュール
の電池発熱量及び／または放電量がそれぞれ前記電池モ
ジュールの許容電池発熱量及び／または許容放電量を越
えないように前記電力系統のピークシフト量を算出する
算出工程と、前記算出工程で得られた前記ピークシフト
量の計算結果を用いて前記電池モジュールの放電を制御
する制御工程を有することを特徴とするナトリウム硫黄
電池システムの運転方法。8. A method for operating a sodium-sulfur battery system comprising a battery module in which a sodium-sulfur battery is housed in an insulated container, wherein the daily load characteristic of the power system and the discharge characteristic of the battery module are used for the battery of the battery module. A calculating step of calculating a peak shift amount of the power system such that a heat generation amount and / or a discharge amount does not exceed an allowable battery heat generation amount and / or an allowable discharge amount of the battery module, respectively; A method for operating a sodium-sulfur battery system, comprising: a control step of controlling discharge of the battery module using a calculation result of a peak shift amount.
ークシフト量を仮決めする工程、前記電力系統の日負荷
特性と前記電池モジュールの放電特性と前記仮決めした
ピークシフト量とを用いて前記電池モジュールの放電電
流を計算する工程、前記放電電流の計算値を用いて前記
電池モジュールの電池発熱量及び／または放電量を計算
する工程、前記電池発熱量の計算値と前記許容電池発熱
量、及び／または前記放電量の計算値と前記許容放電量
の計算値がそれぞれ前記許容電池発熱量及び／または前
記許容放電量を上回った場合、あるいは前記電池発熱量
の計算値及び／または前記放電量の計算値がそれぞれ前
記許容電池発熱量及び／または前記許容放電量を下回っ
た場合には、前記仮決めしたピークシフト量を補正する
工程を有することを特徴とするナトリウム硫黄電池シス
テムの運転方法。9. The calculating step according to claim 8, wherein the peak shift amount is temporarily determined, and the daily load characteristic of the power system, the discharge characteristic of the battery module, and the temporarily determined peak shift amount are determined. Calculating the discharge current of the battery module by using the calculated value of the discharge current; calculating the calorific value and / or the amount of discharge of the battery module by using the calculated value of the discharge current; calculating the calorific value of the battery and the allowable battery The calorific value, and / or the calculated value of the discharge amount and the calculated value of the allowable discharge amount respectively exceed the allowable battery heat amount and / or the allowable discharge amount, or the calculated value of the battery heat amount and / or A step of correcting the tentatively determined peak shift amount when the calculated value of the discharge amount is less than the allowable battery heat value and / or the allowable discharge amount, respectively. The method of operating the sodium-sulfur battery system comprising.
た電池モジュールから構成されるナトリウム硫黄電池シ
ステムの運転方法において、前記ナトリウム硫黄電池の
温度及び／または前記電池モジュールの放熱量を計測し
て、計測温度及び／または前記計測放熱量と前記ナトリ
ウム硫黄電池の許容温度及び／または前記計測放熱量と
をそれぞれ比較して、前記計測温度及び／または前記計
測放熱量と前記ナトリウム硫黄電池の許容温度に達した
ら、あるいは、前記許容温度及び／または前記計測放熱
量を越えたら、前記電池モジュールの放電を停止するこ
とを特徴とするナトリウム硫黄電池システムの運転方
法。10. A method for operating a sodium-sulfur battery system comprising a battery module in which a sodium-sulfur battery is housed in an insulated container, wherein the temperature of the sodium-sulfur battery and / or the heat release of the battery module are measured. The temperature and / or the measured heat release amount is compared with the allowable temperature of the sodium sulfur battery and / or the measured heat release amount, respectively, to reach the measured temperature and / or the measured heat release amount and the allowable temperature of the sodium sulfur battery. And / or when the temperature exceeds the allowable temperature and / or the measured heat radiation, the discharging of the battery module is stopped.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10037001A JPH11233137A (en) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | Sodium-sulfur battery system, and its operation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10037001A JPH11233137A (en) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | Sodium-sulfur battery system, and its operation method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233137A true JPH11233137A (en) | 1999-08-27 |
Family
ID=12485488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10037001A Pending JPH11233137A (en) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | Sodium-sulfur battery system, and its operation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11233137A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6323620B1 (en) | 2000-03-14 | 2001-11-27 | Hitachi, Ltd. | Electric power system using an electric power storing secondary battery effective for load leveling |
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-
1998
- 1998-02-19 JP JP10037001A patent/JPH11233137A/en active Pending
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