JPWO2011043173A1 - 制御装置、制御装置網及び制御方法 - Google Patents

制御装置、制御装置網及び制御方法 Download PDF

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Abstract

一の二次電池の温度が上限温度に達する一方で他の二次電池の温度が上限温度を大きく下回るという不均衡を抑制する制御装置を提供する。NaS電池の各々には、放出電力の第1の上限値及び第2の上限値が設定される。第2の上限値は、それぞれ、NaS電池の温度が上限温度以下に維持される放出電力の最大値である。NaS電池の各々への放出電力の割り当てにおいては、第2の上限値を超過しない放出電力の非超過分が割り当てられる優先仮想電池と、第2の上限値U2を超過する放出電力の超過分が割り当てられる非優先仮想電池と、にNaS電池の各々が分離され、優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力が割り当てられる。

Description

本発明は、複数の二次電池を制御する制御装置、複数の充放電単位を制御する制御装置を複数備える制御装置網及び複数の二次電池を制御する制御方法に関する。
特許文献1は、ナトリウム−硫黄電池(以下では「NaS電池」という。)の制御に関する。特許文献1は、NaS電池の温度が上限温度以上になると予測した場合に放出電力を変更すべき旨のガイダンスを出力することに言及している。
特開2008−210586号公報
従来のNaS電池の制御では、複数のNaS電池を制御する場合に、一のNaS電池の温度が上限温度に達する一方で他のNaS電池の温度が上限温度を大きく下回るという不均衡が発生することがある。この不均衡は、SOC(充電状態)が0%に達していないNaS電池からの電力の放出を停止せざるを得なくなるという問題を生じる。この問題は、NaS電池だけでなく、放電すると発熱反応が発生し充電すると吸熱反応が発生する二次電池を制御する場合にも起こる。
本発明は、この問題を解決するためになされたもので、一の二次電池の温度が上限温度に達する一方で他の二次電池の温度が上限温度を大きく下回るという不均衡を抑制する制御装置、制御装置網及び制御方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の局面によれば、複数の二次電池を制御する制御装置は、複数の二次電池の各々の充放電電流を計測する充放電電流計測部と、複数の二次電池の各々の温度を計測する温度センサと、前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の放電深度を演算する放電深度演算部と、複数の二次電池の各々に第1の上限値以下の放出電力を割り当てる放出電力割り当て部と、複数の二次電池の各々について前記温度センサにより計測された温度の計測値及び前記放電深度演算部により演算された放電深度の演算値から温度が上限温度以下に維持される放出電力の第2の上限値を演算する上限値演算部と、放出/吸収電力の指令値を出力する指令値出力部と、吸収/放出電力が前記指令値出力部により出力された指令値となるように複数の二次電池の各々の充放電を制御する双方向変換器と、を備え、前記放出電力割り当て部は、前記上限値演算部により演算された第2の上限値を超過しない放出電力の非超過分が割り当てられる優先仮想電池と、前記上限値演算部により演算された第2の上限値を超過する放出電力の超過分が割り当てられる非優先仮想電池と、に複数の二次電池の各々を分離し、複数の優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力を割り当て、前記指令値出力部は、前記放出電力割り当て部により優先仮想電池に割り当てられた放出電力及び前記放出電力割り当て部により非優先仮想電池に割り当てられた放出電力の合計を指令値として出力する。
本発明の第2の局面によれば、第1の局面の制御装置において、前記上限値演算部は、放電深度が100%に達するまで連続放電が可能な放電電力の最大値を第2の上限値とする。
本発明の第3の局面によれば、第1の局面の制御装置において、前記上限値演算部は、設定された時間が経過するまで連続放電が可能な放出電力の最大値を第2の上限値とする。
本発明の第4の局面によれば、第1の局面から第3の局面までのいずれかの制御装置において、前記上限値演算部は、放電時の二次電池の放電深度と温度との関係を記述した参照情報を参照して第2の上限値を演算し、前記制御装置は、複数の二次電池の各々の充放電電圧を計測する充放電電圧計測部と、前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値及び前記充放電電圧計測部により計測された充放電電圧の計測値から複数の二次電池の各々の内部抵抗を演算する内部抵抗演算部と、前記内部抵抗演算部により演算された内部抵抗の演算値が高くなるほど参照情報において放電深度に対する温度の上昇率を大きくする補正を行う参照情報補正部と、をさらに備える。
本発明の第5の局面によれば、第1の局面から第3の局面までのいずれかの制御装置において、前記上限値演算部は、放電時の二次電池の放電深度及び温度と第2の上限値との関係を記述した参照情報を参照して第2の上限値を演算し、前記制御装置は、複数の二次電池の各々の充放電電圧を計測する充放電電圧計測部と、前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値及び前記充放電電圧計測部により計測された充放電電圧の計測値から複数の二次電池の各々の内部抵抗を演算する内部抵抗演算部と、前記内部抵抗演算部により演算された内部抵抗の演算値が高くなるほど参照情報において第2の上限値を小さくする補正を行う参照情報補正部と、をさらに備える。
本発明の第6の局面によれば、第1の局面から第3の局面までのいずれかの制御装置において、前記上限値演算部は、放電時の二次電池の放電深度と温度との関係を記述した参照情報を参照して第2の上限値を演算し、前記制御装置は、前記指令値出力部により出力された放出電力の指令値、前記放電深度演算部により演算された放電深度の演算値及び前記温度センサにより計測された温度の計測値の実績に参照情報を近づける補正を行う参照情報補正部、をさらに備える。
本発明の第7の局面によれば、第1の局面から第6の局面までのいずれかの制御装置において、前記放出電力割り当て部は、放出電力が有効電力成分及び無効電力成分からなる場合は、複数の二次電池の各々に割り当てられる皮相電力が第1の上限値以下となり複数の優先仮想電池に割り当てられる有効電力が前記上限値演算部により演算された第2の上限値以下となるように有効電力成分を割り当てた後に無効電力成分を割り当てる。
本発明の第8の局面によれば、第1の局面から第7の局面までのいずれかの制御装置において、前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の充電状態を演算する充電状態演算部と、複数の優先仮想電池の各々に放出優先順位を付与する第1の放出優先順位付与部と、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、前記第1の放出優先順位付与部により付与された放出優先順位が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第1の放出優先順位付与部は、前記充電状態演算部により演算された優先仮想電池を含む二次電池の充電状態の演算値の目標値に対する差が大きくなるほど放出優先順位を上げる。
本発明の第9の局面によれば、第1の局面から第7の局面までのいずれかの制御装置において、前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の充電状態を演算する充電状態演算部と、複数の優先仮想電池を層別し複数の優先仮想電池の各々が属する放出優先度区分を決定する第1の放出優先度区分決定部と、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、前記第1の放出優先度区分決定部により決定された属する放出優先度区分が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第1の放出優先度区分決定部は、前記充電状態演算部により演算された優先仮想電池を含む二次電池の充電状態の演算値の目標値に対する差が大きくなるほど放出優先度区分を上げる。
本発明の第10の局面によれば、第9の局面の制御装置において、放出優先度区分ごとに優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する第1の区分内放出優先順位付与部、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、属する放出優先度区分が同じ優先仮想電池については前記第1の区分内放出優先順位付与部により付与された区分内放出優先順位が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第1の区分内放出優先順位付与部は、前記上限値演算部により演算された優先仮想電池を含む二次電池の第2の上限値の第1の上限値に対する比が大きくなるほど区分内放出優先順位を上げる。
本発明の第11の局面によれば、第9の局面の制御装置において、放出優先度区分ごとに優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する第1の区分内放出優先順位付与部、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、属する放出優先度区分が同じ優先仮想電池については前記第1の区分内放出優先順位付与部により付与された区分内放出優先順位が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第1の区分内放出優先順位付与部は、前記温度センサにより計測された優先仮想電池を含む二次電池の温度の計測値の基準値に対する差が小さくなるほど区分内放出優先順位を上げる。
本発明の第12の局面によれば、第9の局面の制御装置において、放出優先度区分ごとに優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する第1の区分内放出優先順位付与部、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、属する放出優先度区分が同じ優先仮想電池については前記第1の区分内放出優先順位付与部により付与された区分内放出優先順位が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第1の区分内放出優先順位付与部は、前記温度センサにより計測された優先仮想電池を含む二次電池の温度の計測値が低くなるほど区分内放出優先順位を上げる。
本発明の第13の局面によれば、第1の局面から第12の局面までのいずれかの制御装置において、複数の非優先仮想電池の各々に放出優先順位を付与する第2の放出優先順位付与部、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、前記第2の放出優先順位付与部により付与された放出優先順位が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第2の放出優先順位付与部は、前記上限値演算部により演算された非優先仮想電池を含む二次電池の第2の上限値の第1の上限値に対する比が大きくなるほど放出優先順位を上げる。
本発明の第14の局面によれば、第1の局面から第12の局面までのいずれかの制御装置において、複数の非優先仮想電池の各々に放出優先順位を付与する第2の放出優先順位付与部、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、前記第2の放出優先順位付与部により付与された放出優先順位が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第2の放出優先順位付与部は、前記温度センサにより計測された非優先仮想電池を含む二次電池の温度の計測値の基準値に対する差が小さくなるほど放出優先順位を上げる。
本発明の第15の局面によれば、第1の局面から第12の局面までのいずれかの制御装置において、複数の非優先仮想電池の各々に放出優先順位を付与する第2の放出優先順位付与部、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、前記第2の放出優先順位付与部により付与された放出優先順位が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第2の放出優先順位付与部は、前記温度センサにより計測された非優先仮想電池を含む二次電池の温度の計測値が低くなるほど放出優先順位を上げる。
本発明の第16の局面によれば、第1の局面から第12の局面までのいずれかの制御装置において、複数の非優先仮想電池を層別し複数の非優先仮想電池の各々が属する放出優先度区分を決定する第2の放出優先度区分決定部、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、前記第2の放出優先度区分決定部により決定された属する放出優先度区分が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第2の放出優先度区分決定部は、前記上限値演算部により演算された非優先仮想電池を含む二次電池の第2の上限値の第1の上限値に対する比が大きくなるほど放出優先度区分を上げる。
本発明の第17の局面によれば、第1の局面から第12の局面までのいずれかの制御装置において、複数の非優先仮想電池を層別し複数の非優先仮想電池の各々が属する放出優先度区分を決定する第2の放出優先度区分決定部、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、前記第2の放出優先度区分決定部により決定された属する放出優先度区分が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第2の放出優先度区分決定部は、前記温度センサにより計測された非優先仮想電池を含む二次電池の温度の計測値の基準値に対する差が小さくなるほど放出優先度区分を上げる。
本発明の第18の局面によれば、第1の局面から第12の局面までのいずれかの制御装置において、複数の非優先仮想電池を層別し複数の非優先仮想電池の各々が属する放出優先度区分を決定する第2の放出優先度区分決定部、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、前記第2の放出優先度区分決定部により決定された属する放出優先度区分が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第2の放出優先度区分決定部は、前記温度センサにより計測された非優先仮想電池を含む二次電池の温度の計測値が低くなるほど放出優先度区分を上げる。
本発明の第19の局面によれば、第16の局面から第18の局面までのいずれかの制御装置において、放出優先度区分ごとに非優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する第2の区分内放出優先順位付与部と、複数の二次電池の各々の充放電回数をカウントする充放電回数カウント部と、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、属する放出優先度区分が同じ非優先仮想電池については前記第2の区分内放出優先順位付与部により付与された区分内放出優先順位が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第2の区分内放出優先順位付与部は、前記充放電回数カウント部によりカウントされた優先仮想電池を含む二次電池の充放電回数が少なくなるほど区分内放出優先順位を上げる。
本発明の第20の局面によれば、第16の局面から第18の局面までのいずれかの制御装置において、放出優先度区分ごとに非優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する第2の区分内放出優先順位付与部、をさらに備え、前記放出電力割り当て部は、属する放出優先度区分が同じ非優先仮想電池については前記第2の区分内放出優先順位付与部により付与された区分内放出優先順位が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、前記第2の区分内放出優先順位付与部は、時間が経過すると区分内放出優先順位を循環的に入れ替える。
本発明の第21の局面によれば、第1の局面から第6の局面までのいずれかの制御装置において、複数の二次電池の各々に吸収優先順位を付与する吸収優先順位付与部と、複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、前記吸収優先順位付与部により付与された吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、前記吸収優先順位付与部は、前記上限値演算部により演算された第2の上限値の第1の上限値に対する比が大きくなるほど放出優先順位を上げ、前記指令値出力部は、前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する。
本発明の第22の局面によれば、第1の局面から第6の局面までのいずれかの制御装置において、複数の二次電池の各々に吸収優先順位を付与する吸収優先順位付与部と、複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、前記吸収優先順位付与部により付与された吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、前記吸収優先順位付与部は、前記温度センサにより計測された温度の計測値の基準値に対する温度差が小さくなるほど吸収優先順位を上げ、前記指令値出力部は、前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する。
本発明の第23の局面によれば、第1の局面から第6の局面までのいずれかの制御装置において、複数の二次電池の各々に吸収優先順位を付与する吸収優先順位付与部と、複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、前記吸収優先順位付与部により付与された吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、前記吸収優先順位付与部は、前記温度センサにより計測された温度の計測値が低くなるほど吸収優先順位を上げ、前記指令値出力部は、前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する。
本発明の第24の局面によれば、第1の局面から第6の局面までのいずれかの制御装置において、前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の充電状態を演算する充電状態演算部と、複数の二次電池の各々に吸収優先順位を付与する吸収優先順位付与部と、複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、前記吸収優先順位付与部により付与された吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、前記吸収優先順位付与部は、前記充電状態演算部により演算された充電状態の演算値の目標値に対する差が小さくなるほど吸収優先順位を上げ、前記指令値出力部は、前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する。
本発明の第25の局面によれば、第1の局面から第6の局面までのいずれかの制御装置において、複数の二次電池を層別し複数の二次電池の各々が属する吸収優先度区分を決定する吸収優先度区分決定部と、複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、前記吸収優先度区分決定部により決定された属する吸収優先度区分が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、前記吸収優先度区分決定部は、前記上限値演算部により演算された第2の上限値の第1の上限値に対する比が大きくなるほど吸収優先度区分を上げ、前記指令値出力部は、前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する。
本発明の第26の局面によれば、第1の局面から第6の局面までのいずれかの制御装置において、複数の二次電池を層別し複数の二次電池の各々が属する吸収優先度区分を決定する吸収優先度区分決定部と、複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、前記吸収優先度区分決定部により決定された属する吸収優先度区分が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、前記吸収優先度区分決定部は、前記温度センサにより計測された温度の計測値の基準値に対する差が小さくなるほど吸収優先度区分を上げ、前記指令値出力部は、前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する。
本発明の第27の局面によれば、第1の局面から第6の局面までのいずれかの制御装置において、複数の二次電池を層別し複数の二次電池の各々が属する吸収優先度区分を決定する吸収優先度区分決定部と、複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、前記吸収優先度区分決定部により決定された属する吸収優先度区分が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、前記吸収優先度区分決定部は、前記温度センサにより計測された温度の計測値が低くなるほど吸収優先度区分を上げ、前記指令値出力部は、前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する。
本発明の第28の局面によれば、第1の局面から第6の局面までのいずれかの制御装置において、前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の充電状態を演算する充電状態演算部と、複数の二次電池を層別し複数の二次電池の各々が属する吸収優先度区分を決定する吸収優先度区分決定部と、複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、前記吸収優先度区分決定部により決定された属する吸収優先度区分が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、前記吸収優先度区分決定部は、前記充電状態演算部により演算された充電状態の演算値の目標値に対する差が小さくなるほど吸収優先度区分を上げ、前記指令値出力部は、前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する。
本発明の第29の局面によれば、第25の局面から第28の局面までのいずれかの制御装置において、吸収優先度区分ごとに二次電池の各々に区分内吸収優先順位を付与する区分内吸収優先順位付与部と、複数の二次電池の各々の充放電回数をカウントする充放電回数カウント部と、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、属する吸収優先度区分が同じ二次電池については前記区分内吸収優先順位付与部により付与された区分内吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、前記区分内吸収優先順位付与部は、前記充放電回数カウント部によりカウントされた充放電回数が少なくなるほど区分内吸収優先順位を上げる。
本発明の第30の局面によれば、第25の局面から第28の局面までのいずれかの制御装置において、吸収優先度区分ごとに二次電池の各々に区分内吸収優先順位を付与する区分内吸収優先順位付与部、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、属する吸収優先度区分が同じ二次電池については前記区分内吸収優先順位付与部により付与された区分内吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、前記区分内吸収優先順位付与部は、時間が経過すると区分内吸収優先順位を循環的に入れ替える。
本発明の第31の局面によれば、第28の局面の制御装置において、吸収優先度区分ごとに二次電池の各々に区分内吸収優先順位を付与する区分内吸収優先順位付与部、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、属する吸収優先度区分が同じ二次電池については前記区分内吸収優先順位付与部により付与された区分内吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に放出電力を割り当て、前記区分内吸収優先順位付与部は、前記上限値演算部により演算された第2の上限値の第1の上限値に対する比が大きくなるほど区分内吸収優先順位を上げる。
本発明の第32の局面によれば、第28の局面の制御装置において、放出優先度区分ごとに優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する区分内放出優先順位付与部、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、属する吸収優先度区分が同じ二次電池については前記区分内吸収優先順位付与部により付与された区分内吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、前記区分内吸収優先順位付与部は、前記温度センサにより計測された温度の計測値の基準値に対する差が小さくなるほど区分内吸収優先順位を上げる。
本発明の第33の局面によれば、第28の局面の制御装置において、吸収優先度区分ごとに二次電池の各々に区分内吸収優先順位を付与する区分内吸収優先順位付与部、をさらに備え、前記吸収電力割り当て部は、属する吸収優先度区分が同じ二次電池については前記区分内吸収優先順位付与部により付与された区分内吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、前記区分内吸収優先順位付与部は、前記温度センサにより計測された温度の計測値が高くなるほど区分内吸収優先順位を上げる。
本発明の第34の局面によれば、複数の充放電単位を制御する制御装置を複数備える制御装置網は、複数の第1の充放電単位を制御する上位制御装置と、前記第1の充放電単位の各々の全部又は一部に備えられ第2の充放電単位を制御する下位制御装置と、を備え、前記上位制御装置は、前記下位制御装置と通信する第1の通信部と、複数の第1の充放電単位の各々に放出電力を割り当てる第1の放出電力割り当て部と、を備え、前記第1の通信部は、第1の上限値の複数の第2の充放電単位についての合計及び第2の上限値の複数の第2の充放電単位についての合計を前記下位制御装置から受信し、前記第1の放出電力割り当て部は、複数の第1の充放電単位の各々に前記通信部により受信された第1の上限値の複数の第2の充放電単位についての合計以下の放出電力を割り当て、第2の上限値の複数の第1の充放電単位についての合計を超過しない放出電力の非超過分が割り当てる優先仮想電池と、第2の上限値の複数の第1の充放電単位についての合計を超過する放出電力の超過分が割り当てられる非優先仮想電池と、に複数の第1の充放電単位の各々を分離し、複数の優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力を割り当て、前記下位制御装置は、複数の第2の充放電単位の各々に第1の上限値以下の放出電力を割り当てる第2の放出電力割り当て部と、複数の第2の充放電単位の各々に含まれる二次電池の温度が上限温度以下に維持される放出電力の第2の上限値を演算する上限値演算部と、前記上位制御装置と通信する第2の通信部と、を備え、前記第2の放出電力割り当て部は、前記上限値演算部により演算された第2の上限値を超過しない放出電力の非超過分が割り当てられる優先仮想電池と、前記上限値演算部により演算された第2の上限値を超過する放出電力の超過分が割り当てられる非優先仮想電池と、に複数の第2の充放電単位の各々を分離し、複数の優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力を割り当て、前記第2の通信部は、第1の上限値の複数の第2の充放電単位についての合計及び第2の上限値の複数の第2の充放電単位についての合計を前記上位制御装置へ送信する。
本発明の第35の局面によれば、複数の二次電池を制御する制御方法は、(a) 複数の二次電池の各々の充放電電流を計測する工程と、(b) 複数の二次電池の各々の温度を計測する工程と、(c) 前記工程(a)において計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の放電深度を演算する工程と、(d) 複数の二次電池の各々に第1の上限値以下の放出電力を割り当てる工程と、(e) 複数の二次電池の各々について前記工程(c)において計測された温度の計測値及び前記工程(b)において演算された放電深度の演算値から温度が上限温度以下に維持される放出電力の第2の上限値を演算する工程と、(f) 放出/吸収電力の指令値を出力する工程と、(g) 吸収/放出電力が前記工程(h)において出力された指令値となるように複数の二次電池の各々の充放電を制御する工程と、を備え、前記工程(d)は、前記工程(e)において演算された第2の上限値を超過しない放出電力の非超過分が割り当てられる優先仮想電池と、前記工程(e)において演算された第2の上限値を超過する放出電力が割り当てられる非優先仮想電池と、に複数の二次電池の各々を分離し、複数の優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力を割り当て、前記工程(h)は、前記工程(d)において優先仮想電池に割り当てられた放出電力及び前記工程(d)において非優先仮想電池に割り当てられた放出電力の合計を放出電力の指令値として出力する。
本発明によれば、複数の二次電池の各々の温度が上限温度以下に維持される第2の上限値以下の放出電力が複数の二次電池の各々に最初に割り当てられるので、一の二次電池の温度が上限温度に達する一方で他の二次電池の温度が上限温度を大きく下回るという不均衡が抑制される。
第2の局面の発明によれば、放電深度が100%に達するまで連続放電が可能な放出電力が複数の二次電池の各々に最初に割り当てられるので、放電深度が100%に達するまで二次電池を放電させることが容易になる。
第3の局面の発明によれば、設定された時間が経過するまで連続放電が可能な第2の上限値以下の放電電力が複数の二次電池の各々に最初に割り当てられるので、設定された時間が経過するまで二次電池を放電させることが容易になる。
第4から第6までの局面の発明によれば、二次電池の内部抵抗が高くなると第2の上限値が小さくなるので、優先仮想電池の放出電力の最大値が適切に設定される。
第7の局面の発明によれば、有効電力及び無効電力が適切に割り当てられる。
第8から第9までの局面の発明によれば、充電状態が目標値を大きく上回る二次電池の優先仮想電池に優先的に放出電力が割り当てられるので、充電状態を目標値に近づけることが容易になる。
第10から第12までの局面の発明によれば、温度が上限温度に達するおそれが低い二次電池の優先仮想電池に優先的に放出電力が割り当てられるので、二次電池の温度が上限温度に達することが抑制される。
第13から第15までの局面の発明によれば、温度が上限温度に達するおそれが低い二次電池の非優先仮想電池に優先的に放出電力が割り当てられるので、二次電池の温度が上限温度に達することが抑制される。
第16から第18までの局面の発明によれば、温度が上限温度に達するおそれが低い二次電池の非優先仮想電池に優先的に放出電力が割り当てられるので、二次電池の温度が上限温度に達することが抑制される。
第19の局面の発明によれば、充放電回数が少ない二次電池の非優先仮想電池に優先的に放出電力が割り当てられるので、二次電池の充放電回数が均一化される。
第20の局面の発明によれば、区分内放出優先順位が循環的に入れ替えられるので、二次電池の充放電回数が均一化される。
第21から第23までの局面の発明によれば、温度が上限温度に達するおそれが低い二次電池に優先的に吸収電力が割り当てられるので、二次電池の温度が上限温度に達することが抑制される。
第24の局面の発明によれば、充電状態が目標値を大きく下回る二次電池に優先的に吸収電力が割り当てられるので、充電状態を目標値に近づけることが容易になる。
第25から第27までの局面の発明によれば、温度が上限温度に達するおそれが低い二次電池に優先的に吸収電力が割り当てられるので、二次電池の温度が上限温度に達することが抑制される。
第28の局面の発明によれば、充電状態が目標値を大きく下回る二次電池に優先的に吸収電力が割り当てられるので、充電状態を目標値に近づけることが容易になる。
第29の局面の発明によれば、充放電回数が少ない二次電池の非優先仮想電池に優先的に放出電力が割り当てられるので、二次電池の充放電回数が均一化される。
第30の局面の発明によれば、区分内吸収優先順位が循環的に入れ替えられるので、二次電池の充放電回数が均一化される。
第31から第33までの局面の発明によれば、温度が上限温度に達するおそれが低い二次電池に優先的に吸収電力が割り当てられるので、ジュール熱により二次電池の温度が上限温度に達することが抑制される。
第34の局面の発明によれば、ひとつの制御装置が行う処理が減少するので、多数の二次電池の充放電の制御が容易になる。
これらの及びこれら以外の本発明の目的、特徴、局面及び利点は、添付図面とともに考慮されたときに下記の本発明の詳細な説明によってより明白となる。
NaS電池への放出電力の割り当ての概略を説明する模式図である。 NaS電池への放出電力の割り当ての例を説明する模式図である。 NaS電池への放出電力の割り当ての例を説明する模式図である。 NaS電池への吸収電力の割り当ての概略を説明する模式図である。 第1実施形態の電力貯蔵装置のブロック図である。 NaS電池のモジュールの回路図である。 制御部のブロック図である。 NaS電池のDODと温度との関係を記述した情報の例を示す図である。 NaS電池のDODと温度との関係を記述した情報の例を示す図である。 NaS電池のDODと温度との関係を記述した情報の例を示す図である。 NaS電池への放出電力の割り当ての手順を示すフローチャートである。 有効電力成分及び無効電力成分の割り当ての手順を示すフローチャートである。 NaS電池への吸収電力の割り当ての手順を示すフローチャートである。 放出電力を割り当てることが望ましくないNaS電池への放出電力の割り当ての手順を示すフローチャートである。 吸収電力を割り当てることが望ましくないNaS電池への吸収電力の割り当ての手順を示すフローチャートである。 第2実施形態の優先仮想電池への放出電力の割り当てを説明するブロック図である。 放電優先度区分を説明する図である。 第3実施形態の非優先仮想電池への放出電力の割り当てを説明するブロック図である。 区分内放出優先順位の循環的な入れ替えを説明する図である。 第4実施形態のNaS電池への吸収電力の割り当てを説明するブロック図である。 第5実施形態の参照情報を説明する図である。 第6実施形態の参照情報の補正を説明するブロック図である。 第7実施形態の参照情報の補正を説明するブロック図である。 第8実施形態の電力貯蔵網のブロック図である。 第8実施形態の上位制御装置及び下位制御装置のブロック図である。 第9実施形態のマイクログリッドのブロック図である。
<放出電力及び吸収電力の割り当ての概略>
図1は、4個のNaS電池A,B,C,Dへの放出電力の割り当ての概略を説明する模式図である。
図1に示すように、NaS電池A,B,C,Dには、それぞれ、放出電力の第1の上限値U1(A),U1(B),U1(C),U1(D)及び第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)が設定される。第1の上限値U1(A),U1(B),U1(C),U1(D)は、それぞれ、NaS電池A,B,C,Dの仕様又はNaS電池A,B,C,Dから放出される放出電力の経路の仕様によって決まる放出電力の最大値である。第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)は、それぞれ、NaS電池A,B,C,Dの温度が上限温度以下に維持される放出電力の最大値である。第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)は、それぞれ、第1の上限値U1(A),U1(B),U1(C),U1(D)以下に設定される。第1の上限値U1(A),U1(B),U1(C),U1(D)は、NaS電池A,B,C,Dの全部について同じであってもよいし、NaS電池A,B,C,Dの全部又は一部について異なっていてもよい。第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)も、NaS電池A,B,C,Dの全部について同じであってもよいし、NaS電池A,B,C,Dの全部又は一部について異なっていてもよい。
NaS電池A,B,C,Dの各々への放出電力の割り当てにおいては、第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)を超過しない放出電力の非超過分が割り当てられる優先仮想電池A1,B1,C1,D1と、第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)を超過する放出電力の超過分が割り当てられる非優先仮想電池A2,B2,C2,D2と、に4個のNaS電池A,B,C,Dの各々が分離され、優先仮想電池A1,B1,C1,D1の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池A2,B2,C2,D2に放出電力が割り当てられる。優先仮想電池A1,B1,C1,D1の各々に割り当てられる放出電力の最大値は、それぞれ、第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)となる。非優先仮想電池A2,B2,C2,D2に割り当てられる放出電力の最大値は、それぞれ、第1の上限値U1(A),U1(B),U1(C),U1(D)と第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)との差U1(A)−U2(A),U1(B)−U2(B),U1(C)−U2(C),U1(D)−U2(D)となる。「仮想電池」とは、放出電力の割り当ての単位を意味する。
図2及び図3は、NaS電池A,B,C,Dへの放出電力の割り当ての例を説明する模式図である。図2及び図3においては、NaS電池A,B,C,Dに割り当てられた放出電力に相当する部分にハッチングが描かれている。
図2に示すように、割り当てるべき全電池合計放出電力が第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)の合計U2(A)+U2(B)+U2(C)+U2(D)以下である場合は、優先仮想電池A1,B1,C1,D1の全部又は一部に放出電力が割り当てられ、非優先仮想電池A2,B2,C2,D2には放出電力は割り当てられない。NaS電池A,B,C,Dの各々には、それぞれ、第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)以下の放出電力が割り当てられる。この場合は、NaS電池A,B,C,Dの全部の温度が上限温度以下に維持される。
一方、図3に示すように、割り当てるべき全電池合計放出電力が第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)の合計U2(A)+U2(B)+U2(C)+U2(D)より多い場合は、優先仮想電池A1,B1,C1,D1の全部に放出電力が割り当てられ、非優先仮想電池A2,B2,C2,D2の全部又は一部に放出電力が割り当てられる。NaS電池A,B,C,Dの各々には、それぞれ、第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)以上であって第1の上限値U1(A),U1(B),U1(C),U1(D)以下の放出電力が割り当てられる。この場合は、非優先仮想電池A2,B2,C2,D2のうちの放出電力が割り当てられた非優先仮想電池を含むNaS電池の温度が上限温度を上回る可能性があるが、非優先仮想電池A2,B2,C2,D2のうちの放出電力が割り当てられなかった非優先仮想電池を含むNaS電池の温度が上限温度を大きく下回ることは起こりにくい。
このような放出電力の割り当てによれば、NaS電池A,B,C,Dの各々の温度が上限温度以下に維持される第2の上限値U2(A),U2(B),U2(C),U2(D)以下の放出電力がNaS電池A,B,C,Dの各々に最初に割り当てられるので、NaS電池A,B,C,Dのうちの一のNaS電池の温度が上限温度に達する一方でNaS電池A,B,C,Dのうちの他のNaS電池の温度が上限温度を大きく下回るという不均衡が抑制される。
優先仮想電池A1,B1,C1,D1の中における放出電力の割り当ての優先度は、どのように設定されてもよいが、優先仮想電池A1,B1,C1,D1を含むNaS電池A,B,C,Dの状態を反映して設定されることが望ましい。非優先仮想電池A2,B2,C2,D2の中における放出電力の割り当ての優先度も、どのように設定されてもよいが、やはり、非優先仮想電池A2,B2,C2,D2を含むNaS電池A,B,C,Dの状態を反映させて設定されることが望ましい。
図4は、4個のNaS電池A,B,C,Dへの吸収電力の割り当ての概略を説明する模式図である。
図4に示すように、NaS電池A,B,C,Dの各々には、吸収電力の第3の上限値U3(A),U3(B),U3(C),U3(D)が設定される。第3の上限値U3(A),U3(B),U3(C),U3(D)は、それぞれ、NaS電池A,B,C,Dの仕様又はNaS電池A,B,C,Dへ吸収される吸収電力の経路の仕様によって決まる吸収電力の最大値である。第3の上限値U3(A),U3(B),U3(C),U3(D)は、NaS電池A,B,C,Dの全部について同じであってもよいし、NaS電池A,B,C,Dの全部又は一部について異なっていてもよい。吸収電力の第3の上限値U3(A),U3(B),U3(C),U3(D)は、それぞれ、放出電力の第1の上限値U1(A),U1(B),U1(C),U1(D)と同じである場合もあるし異なる場合もある。
NaS電池A,B,C,Dの中における吸収電力の割り当ての優先度は、どのように設定されてもよいが、NaS電池A,B,C,Dの状態を反映させて設定されることが望ましい。
このような放出電力及び吸収電力の割り当ては、NaS電池の数を増減した場合にも適用される。一般的には、このような放出電力及び吸収電力の割り当ては、複数のNaS電池の各々に放出電力及び吸収電力を割り当てる場合に適用される。また、このような放出電力及び吸収電力の割り当ては、NaS電池以外の放電すると発熱反応が発生し充電すると吸熱反応が発生する二次電池にも適用される。
<第1実施形態>
(電力貯蔵装置1002の概略)
第1実施形態は、電力貯蔵装置1002に関する。
図5は、第1実施形態の電力貯蔵装置1002のブロック図である。
図5に示すように、電力貯蔵装置1002は、電力を貯蔵するNaS電池1004と、系統1902とNaS電池1004とを接続する接続線1006と、NaS電池1004の充放電電流を計測するホール電流検出器1008と、NaS電池1004の温度を計測する温度センサ1010と、NaS電池1004から系統1902へ供給される電力を直流から交流へ変換し系統1902からNaS電池1004へ供給される電力を交流から直流へ変換する双方向変換器1012と、NaS電池1004から系統1902へ供給される電力を昇圧し系統1902からNaS電池1004へ供給される電力を降圧する変圧器1014と、電力貯蔵装置1002を制御する制御部1016と、情報を表示する表示部1018と、操作を受け付ける操作部1020と、を備える。
接続線1006、ホール電流検出器1008、温度センサ1010、双方向変換器1012及び変圧器1014は、複数のNaS電池1004の各々に対応して1個ずつ設けられ、ホール電流検出器1008、双方向変換器1012及び変圧器1014は、接続線1006に挿入される。ホール電流検出器1008は、双方向変換器1012の直流側に挿入され、変圧器1014は、双方向変換器1012の交流側に挿入される。
複数のNaS電池1004の各々は、独立して充放電される。図5には、4個のNaS電池1004が示されているが、NaS電池1004の数は電力貯蔵装置1002の仕様に応じて増減される。NaS電池1004に代えて他の種類の二次電池を採用してもよい。
ホール電流検出器1008、温度センサ1010、双方向変換器1012、変圧器1014、制御部1016、表示部1018及び操作部1020は、複数のNaS電池1004を制御する制御装置を構成する。制御部1016は、複数のNaS電池1004の全体としての放出/吸収電力(以下では、「全電池合計放出/吸収電力」という)が設定値となるように、複数のNaS電池1004の各々へ放出電力及び吸収電力を割り当てる。全電池合計放出/吸収電力の設定値は、操作部1020から入力される場合もあるし、電力貯蔵装置1002を備えるマイクログリッドのマイクログリッド制御システムから通信回線を経由して入力される場合もある。入力された全電池合計放出/吸収電力の入力値がそのまま設定値とならずに、電力貯蔵装置1002において消費される電力を確保することができるように設定値が設定される場合もある。
(NaS電池1004)
図6は、NaS電池1004のモジュール1102の回路図である。
図6に示すように、モジュール1102は、ブロック1104を直列接続した直列接続体であり、ブロック1104は、ストリング1106を並列接続した並列接続体であり、ストリング1106は、セル1108を直列接続した直列接続体である。ブロック1104の直列接続数、ストリング1106の並列接続数及びセル1108の直列接続数は、モジュール1102の仕様に応じて増減される。
NaS電池1004は、1個以上のモジュール1102を備える。モジュール1102の数は、NaS電池1004の仕様に応じて増減される。モジュール1102におけるセル1108の接続の形態もNaS電池1004の仕様に応じて変更される。
(ホール電流検出器1008)
ホール電流検出器1008は、複数のNaS電池1004の各々の充放電電流を計測する。
ホール電流検出器1008は、充放電電流が発生させた磁界をホール素子で検出し、ホール素子の出力をA/Dコンバータその他の付属回路で処理してから出力する。ホール電流検出器1008に変えて他の原理による電流センサ及び必要な付属回路を備える電流検出器を採用してもよい。充放電電流を直接的に計測するのではなく間接的に計測してもよい。例えば、充放電電力を計測し充放電電力の計測値を充放電電流に換算してもよい。充放電電力の計測値が充放電電流に換算される場合は、例えば、双方向変換器1012の交流側において交流充放電電力が計測され、双方向変換器1012の直流側において直流充放電電圧が計測され、交流充放電電力の計測値及び直流充放電電圧の計測値から充放電電流が算出される。
(双方向変換器1012)
双方向変換器1012は、吸収/放出電力が指令値となるように複数のNaS電池1004の各々の充放電を制御する。
双方向変換器1012は、「PCS(Power Conversion System)」「交直変換器」等とも呼ばれる。双方向変換器1012における直流と交流との相互変換は、PWM(Pulse Width Modulation)インバータ等により行われる。
(温度センサ1010)
温度センサ1010は、複数のNaS電池1004の各々の温度を計測する。
(制御部1016の概略)
図7は、制御部1016のブロック図である。制御部1016の各機能は、CPU及びメモリを備える組み込みコンピュータに制御プログラムを実行させることにより実現されてもよいし、ハードウエアにより実現されてもよい。
図7に示すように、制御部1016は、NaS電池1004の放電容量を演算する放電容量演算部1202と、NaS電池1004のDOD(放電深度)を演算するDOD演算部1204と、NaS電池1004のSOC(充電状態)を演算するSOC演算部1206と、NaS電池1004の温度が上限温度以下に維持される放出電力の第2の上限値を演算する上限値演算部1208と、優先仮想電池に放出優先順位を付与する優先仮想電池の放出優先順位付与部1210と、非優先仮想電池に放出優先順位を付与する非優先仮想電池の放出優先順位付与部1212と、NaS電池1004に吸収優先順位を付与する吸収優先順位付与部1214と、NaS電池1004に放出電力を割り当てる放出電力割り当て部1216と、NaS電池1004に吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部1218と、放出/吸収電力の指令値を出力する指令値出力部1220と、処理に必要な情報を記憶する記憶部1224と、を備える。「演算」には、演算式による演算だけでなく、数値テーブルによる変換、アナログ演算回路による演算等の処理が含まれる。
(放電容量演算部1202)
放電容量演算部1202は、ホール電流検出器1008により計測された充放電電流の計測値Im(m=1,2,3,4;mは、NaS電池1004の番号を示す)を積算し複数のNaS電池1004の各々の放電容量を演算する。
「積算」は、計測値Imの計測間隔が離散的である場合の総和である場合もあるし、計測値Imの計測間隔が非離散的である場合の積分である場合もある。
(DOD演算部1204)
DOD演算部1204は、放電容量演算部1202により演算された放電容量の演算値Cm及び定格容量から複数のNaS電池1004の各々のDODを演算する。
(SOC演算部1206)
SOC演算部1206は、放電容量演算部1202により演算された放電容量の演算値Cm及び定格容量から複数のNaS電池1004の各々のSOCを演算する。
(上限値演算部1208)
上限値演算部1208は、複数のNaS電池1004の各々について温度センサ1010により計測された温度の計測値Tm及びDOD演算部1204により演算されたDODの演算値DODmから温度が上限温度以下に維持される放出電力の第2の上限値U2mを演算する。
第2の上限値U2mは、DODが100%に達するまで連続放電が可能な放電電力の最大値である。これにより、DODが100%に達するまで連続放電が可能な放出電力が複数のNaS電池1004の各々に最初に割り当てられるので、DODが100%に達するまでNaS電池1004を放電させることが容易になる。
(参照情報)
図8は、上限値演算部1208によって参照される放電時のNaS電池1004のDODと温度との関係を記述した参照情報の例を示す図である。図8には、横軸をDOD、縦軸を温度にとって、DODが0%であり温度が300℃である初期状態から1.0MW,0.8MW,0.6MWの有効電力成分からなる放出電力を放出した場合のDOD及び温度の変化がそれぞれDOD−温度特性線1912,1914,1916に示され、DODが30%であり温度が305℃である初期状態から0.8MWの有効電力成分からなる放出電力を放出した場合のDOD及び温度の変化がDOD−温度特性線1918に示されている。
上限値演算部1208が図8に示すNaS電池1004のDODと温度との関係を記述した参照情報を参照することにより、例えば、温度の計測値Tmが300℃でありDODの演算値DODmが0%であれば、放出電力を0.6MW以下とすれば温度が上限温度の340℃以下に維持されDODが100%に達するまで連続放電が可能であること、すなわち、第2の上限値U2mを0.6MWとすべきことがDOD−温度特性線1916からわかる。また、温度の計測値Tmが305℃でありDODの演算値DODmが30%であれば、放出電力を0.8MW以下とすれば温度が上限温度の340℃以下に維持されDODが100%に達するまで連続放電が可能であること、すなわち、第2の上限値U2mを0.8MWとすべきことがDOD−温度特性線1918からわかる。
一般的には、温度が計測値TmでありDODが演算値DODmである初期状態から温度が上限温度以下でありDODが100%である末期状態へ至るDOD−温度特性線を特定し、特定したDOD−温度特性線に沿ってNaS電池1004の温度及びDODを変化させる放出電力を特定することにより、温度が上限温度以下に維持されDODが100%に達するまで連続放電が可能な放出電力の第2の上限値U2mが特定される。
放出電力を第1の上限値U1mに一致させたときのNaS電池1004の温度及びDODの変化を表し、温度が上限温度でありDODが100%である末期状態へ至るDOD−温度特性線1920よりも温度が低い範囲1922に初期状態が含まれるNaS電池1004は、DODが100%に達するまで第1の上限値U1mに一致する放出電力を連続放電しても温度は上限温度に達しないので、第2の上限値U2mは第1の上限値U1mに一致させられる。
NaS電池1004の温度は、下限温度と上限温度との間に維持され、NaS電池1004のDODは、0%と100%との間にある。
NaS電池1004の熱容量及び熱抵抗の影響により、NaS電池1004からの電力の放出を停止してもNaS電池1004の温度の上昇はすぐにはとまらないので、「上限温度」は、NaS電池1004が正常に動作する最高温度よりも低く設定することが望ましい。
図9に示すように、NaS電池1004の状態の変化を大まかにたどった直線状のDOD−温度特性線1924であっても高い精度を有する第2の上限値U2mが演算されるが、NaS電池1004の状態の変化を厳密にたどった曲線状のDOD−温度特性線1926であればより高い精度を有する第2の上限値U2mが演算される。図9に示すDOD−温度特性線1926は、初期状態の直後及び末期状態の直前においてDODに対する温度の変化率が低くなるS字形状を有する。初期状態の直後においてDODに対する温度の変化率が低くなるのは、NaS電池1004の熱容量及び熱抵抗の影響である。末期状態の直前においてDODに対する温度の変化率が低くなるのは、NaS電池1004の内部抵抗が最大となりDODに対する温度の変化率が高くなった後にNaS電池1004が末期状態に達するからである。また、図10に示すDOD−温度特性線1928は、初期状態の直後においてDODに対する温度の変化率が低くなる弓形状を有する。初期状態の直後においてDODに対する温度の変化率が低くなるのは、NaS電池1004の熱容量及び熱抵抗の影響である。
DODが100%に達するまで連続放電が可能な放電電力の最大値に代えて、設定された時間が経過するまで連続放電が可能な放出電力の最大値を第2の上限値U2mとしてもよい。これにより、設定された時間が経過するまで連続放電が可能な放出電力が複数のNaS電池1004の各々に最初に割り当てられるので、DODが100%に達するまでNaS電池1004を放電させることが容易になる。
(優先仮想電池の放出優先順位付与部1210)
優先仮想電池の放出優先順位付与部1210は、複数の優先仮想電池の各々に放出優先順位を付与する。優先仮想電池の放出優先順位付与部1210は、SOC演算部1206により演算された優先仮想電池を含むNaS電池1004のSOCの演算値SOCmの目標値SOCtに対する差SOCm−SOCtが大きくなるほど放出優先順位を上げる。これにより、SOCが目標値SOCtを大きく上回るNaS電池1004の優先仮想電池に優先的に放出電力が割り当てられるので、SOCを目標値SOCtに近づけることが容易になる。
(非優先仮想電池の放出優先順位付与部1212)
非優先仮想電池の放出優先順位付与部1212は、放出優先順位を付与するための指標にしたがって複数の非優先仮想電池の各々に放出優先順位をつける。放出優先順位を付与するための指標は、
(1)上限値演算部1208により演算された非優先仮想電池を含むNaS電池1004の第2の上限値U2mの第1の上限値U1mに対する比U2m/U1m;
(2)温度センサ1010により計測された非優先仮想電池を含むNaS電池1004の温度の計測値Tmの基準値Ttに対する差Tm−Tt;及び
(3)温度センサ1010により計測された非優先仮想電池を含むNaS電池1004の温度の計測値Tm、
のいずれかを因子として含むことが望ましい。ただし、これらの因子以外の因子を放出優先順位を付与するための指標が含んでもよい。
放出優先順位を付与するための指標が比U2m/U1mを因子として含む場合は、非優先仮想電池の放出優先順位付与部1212は、比U2m/U1mが大きくなるほど放出優先順位を上げる。放出優先順位を付与するための指標が差Tm−Ttを因子として含む場合は、非優先仮想電池の放出優先順位付与部1212は、差Tm−Ttが小さくなるほど放出優先順位を上げる。放出優先順位を付与するための指標が温度の計測値Tmを因子として含む場合は、非優先仮想電池の放出優先順位付与部1212は、温度の計測値Tmが低くなるほど放出優先順位を上げる。これにより、温度が上限温度に達するおそれが低いNaS電池1004の非優先仮想電池に優先的に放出電力が割り当てられるので、NaS電池1004の温度が上限温度に達することが抑制される。
(吸収優先順位付与部1214)
吸収優先順位付与部1214は、吸収優先順位を付与するための指標にしたがって複数のNaS電池1004の各々に吸収優先順位をつける。吸収優先順位を付与するための指標は、
(1)上限値演算部1208により演算されたNaS電池1004の第2の上限値U2mの第1の上限値U1mに対する比U2m/U1m;
(2)温度センサ1010により計測されたNaS電池1004の温度の計測値Tmの基準値Ttに対する差Tm−Tt;及び
(3)温度センサ1010により計測されたNaS電池1004の温度の計測値Tm、
のいずれかを因子として含むことが望ましい。ただし、これらの因子以外の因子を吸収優先順位を付与するための指標が含んでもよい。
吸収優先順位を付与するための指標が比U2m/U1mを因子として含む場合は、吸収優先順位付与部1214は、比U2m/U1mが大きくなるほど吸収優先順位を上げる。吸収優先順位を付与するための指標が差Tm−Ttを因子として含む場合は、吸収優先順位付与部1214は、差Tm−Ttが小さくなるほど吸収優先順位を上げる。吸収優先順位を付与するための指標が温度の計測値Tmを因子として含む場合は、吸収優先順位付与部1214は、温度の計測値Tmが低くなるほど吸収優先順位を上げる。これにより、温度が上限温度に達するおそれが低いNaS電池1004に優先的に吸収電力が割り当てられるので、NaS電池1004の温度が上限温度に達することが抑制される。温度が上限温度に達するおそれが低いNaS電池1004に優先的に吸収電力を割り当てるのは、電力の放出/吸収を繰り返すとNaS電池1004の温度が上昇傾向となるためである。NaS電池1004を充電すると吸熱反応が発生するにもかかわらず電力の放出/吸収を繰り返すとNaS電池の温度が上昇傾向となるのは、NaS電池1004の内部抵抗に電流が流れジュール熱が発生するからである。
吸収優先順位を付与するための指標が、
(4)SOC演算部1206により演算されたNaS電池1004のSOCの演算値SOCmの目標値SOCtに対する差SOCm−SOCt、
を因子として含んでもよい。この場合、吸収優先順位付与部1214は、差SOCm−SOCtが小さくなるほど吸収優先順位を上げる。これにより、SOCが目標値SOCtを大きく下回るNaS電池1004に優先的に吸収電力が割り当てられるので、SOCを目標値SOCtに近づけることが容易になる。
(放出電力割り当て部1216)
放出電力割り当て部1216は、複数のNaS電池1004の各々に第1の上限値U1m以下の放出電力を割り当てる。放出電力割り当て部1216は、先述したように、複数の優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力を割り当てる。放出電力割り当て部1216は、優先仮想電池に放出電力を割り当てるときには、優先仮想電池の放出優先順位付与部1210により付与された放出優先順位が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力を割り当てる。放出電力割り当て部1216は、非優先仮想電池に放出電力を割り当てるときには、非優先仮想電池の放出優先順位付与部1212により付与された放出優先順位が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当てる。
第1の上限値U1は、一般的には、NaS電池1004の仕様又はNaS電池1004から放出される放出電力の経路にある接続線1006、ホール電流検出器1008、双方向変換器1012及び変圧器1014の仕様によって決まるが、双方向変換器1012が流すことができる電流の大きさに支配されることが多い。
(放出電力の割り当ての手順)
図11は、NaS電池1004への放出電力の割り当ての手順を示すフローチャートである。
図11に示すように、NaS電池1004への放出電力の割り当てが開始されると、まだ放出電力が割り当てられていない優先仮想電池(以下では、「未割り当て優先仮想電池」という。)のうち最も放出優先順位が高い優先仮想電池が選択される(ステップS101)。
続いて、まだ割り当てられていない放出電力(以下では、「未割り当て放出電力」という。)が選択された優先仮想電池の放出電力の上限値U2m以上である場合は(ステップS102において"YES")、上限値U2mに一致する放出電力が選択された優先仮想電池に割り当てられる(ステップS103)。
一方、未割り当て放出電力が選択された優先仮想電池の放出電力の上限値U2mより少ない場合は(ステップS102において"NO")、未割り当て放出電力の全部が選択された優先仮想電池に割り当てられ(ステップS104)、放出電力の割り当てが終了する。
続いて、未割り当て優先仮想電池が残存している場合は(ステップS105において"YES")、再び、未割り当て優先仮想電池のうち最も放出優先順位が高い優先仮想電池が選択される(ステップS101)。
一方、未割り当て優先仮想電池が残存していない場合は(ステップS105において"NO")、放出電力が割り当てられていない非優先仮想電池(以下では、「未割り当て非優先仮想電池」という)のうち最も放出優先順位が高い非優先仮想電池が選択される(ステップS106)。
続いて、未割り当て放出電力が選択された非優先仮想電池の放出電力の上限値U1m−U2m以上である場合は(ステップS107において"YES")、上限値U1m−U2mに一致する放出電力が選択された非優先仮想電池に割り当てられる(ステップS108)。
一方、未割り当て放出電力が選択された非優先仮想電池の放出電力の上限値U1m−U2mより少ない場合は(ステップS107において"NO")、未割り当て放出電力の全部が選択された非優先仮想電池に割り当てられ(ステップS109)、放出電力の割り当てが終了する。
続いて、未割り当て非優先仮想電池が残存している場合は(ステップS110において"YES")、再び、未割り当て非優先仮想電池のうち最も放出優先順位が高い優先仮想電池が選択される(ステップS106)。
一方、未割り当て優先仮想電池が残存していない場合は(ステップS110において"NO")、放出電力の割り当てが終了する。
(有効電力成分及び無効電力成分の割り当て)
放出電力が有効電力成分だけからなる場合、放出電力割り当て部1216は、複数のNaS電池1004の各々に割り当てられる有効電力が第1の上限値U1m以下となり、複数の優先仮想電池の各々に割り当てられる有効電力が第2の上限値U2m以下となるように、放出電力を割り当てる。
同様に、放出電力が無効電力成分だけからなる場合、放出電力割り当て部1216は、複数のNaS電池1004の各々に割り当てられる無効電力が第1の上限値U1m以下となり、複数の優先仮想電池の各々に割り当てられる無効電力が第2の上限値U2m以下となるように、放出電力を割り当てる。複数のNaS電池1004の各々に割り当てられる無効電力が第1の上限値U1m以下となるようにするだけであってもよい。
図12は、放出電力が有効電力成分及び無効電力成分からなる場合の有効電力成分及び無効電力成分の割り当ての手順を示すフローチャートである。
図12に示すように、放出電力割り当て部1216は、放出電力が有効電力成分及び無効電力成分からなる場合は、複数のNaS電池1004の各々に割り当てられる皮相電力が第1の上限値U1m以下となり、複数の優先仮想電池に割り当てられる有効電力が第2の上限値U2m以下となるように、放出電力を割り当てる。また、放出電力割り当て部1216は、有効電力成分を割り当てた後に無効電力成分を割り当てる。
有効電力成分の後に無効電力成分を割り当てるのは、NaS電池1004のDOD及び温度に与える影響が有効電力成分よりも無効電力成分の方が小さいことによる。すなわち、有効電力成分は、有効電力量及び内部抵抗に電流が流れることによる損失の合計に相当するDODの低下をもたらし発熱反応による発熱及び内部抵抗に電流が流れることによる発熱に対応する温度の上昇をもたらすのに対して、無効電力成分は、内部抵抗に電流が流れることによる損失に相当するDODの低下をもたらし内部抵抗に電流が流れることによる発熱に対応する温度の上昇をもたらすに過ぎないからである。また、小さな無効電力成分が放出される場合は、双方向変換器1012に内蔵又は接続されたインダクタ、キャパシタ等から無効電力成分が放出されることが多いからである。すなわち、小さな無効電力成分が放出される場合は、NaS電池1004からは無効電力成分が放出されないことが多いからである。このように有効電力成分を割り当てた後に無効電力成分を割り当てることにより、有効電力成分及び無効電力成分が適切に割り当てられる。なお、小さな無効電力成分が吸収される場合も、双方向変換器1012に内蔵又は接続されたインダクタ、キャパシタ等に無効電力成分が吸収されることが多い。すなわち、小さな無効電力成分が吸収される場合も、NaS電池1004には無効電力成分が吸収されないことが多い。
(吸収電力割り当て部1218)
吸収電力割り当て部1218は、複数のNaS電池1004の各々に第3の上限値U3m以下の吸収電力を割り当てる。吸収電力割り当て部1218は、吸収優先順位付与部1214により付与された吸収優先順位が高いNaS電池1004から低いNaS電池1004へ順に吸収電力を割り当てる。
第3の上限値U3も、一般的には、NaS電池1004の仕様又はNaS電池1004から放出される放出電力の経路にある接続線1006、ホール電流検出器1008、双方向変換器1012及び変圧器1014の仕様によって決まるが、双方向変換器1012が流すことができる電流の大きさに支配されることが多い。
(吸収電力の割り当ての手順)
図13は、NaS電池1004への吸収電力の割り当ての手順を示すフローチャートである。
図13に示すように、NaS電池1004への吸収電力の割り当てが開始されると、また吸収電力が割り当てられていないNaS電池1004(以下では、「未割り当てNaS電池」という。)のうち最も吸収優先順位が高いNaS電池1004が選択される(ステップS131)。
続いて、まだ割り当てられていない吸収電力(以下では、「未割り当て吸収電力」という。)が選択されたNaS電池1004の吸収電力の上限値U3m以上である場合は(ステップS132において"YES")、上限値U3mに一致する吸収電力が選択されたNaS電池1004に割り当てられる(ステップS133)。
一方、未割り当て吸収電力が選択されたNaS電池1004の吸収電力の上限値U3mより少ない場合は(ステップS132において"NO")、未割り当て吸収電力の全部が選択されたNaS電池1004に割り当てられ(ステップS134)、吸収電力の割り当てが終了する。
続いて、未割り当てNaS電池が残存している場合は(ステップS135において"YES")、再び、未割り当てNaS電池のうち最も放出優先順位が高いNaS電池1004が選択される(ステップS131)。
一方、未割り当てNaS電池が残存していない場合は(ステップS135において"NO")、吸収電力の割り当てが終了する。
(指令値出力部1220)
指令値出力部1220は、放出電力割り当て部1216により優先仮想電池に割り当てられた放出電力及び非優先仮想電池に割り当てられた放出電力の合計を放出電力の指令値として双方向変換器1012に出力する。また、指令値出力部1220は、吸収電力割り当て部1218によりNaS電池1004に割り当てられた吸収電力を指令値として双方向変換器1012に出力する。
(放出電力の割り当ての抑制)
放出優先順位にかかわらず、放出電力の割り当てを抑制すべきNaS電池1004への放出電力の割り当てを抑制してもよい。放出電力の割り当てを抑制すべきNaS電池1004には、SOC演算部1206により演算されたSOCの演算値SOCmが閾値以下となった放電末に近いNaS電池1004、温度センサ1010により計測された温度の計測値Tmが閾値以上となった上限温度に近いNaS電池1004等がある。
図14は、放出電力の割り当てを抑制すべきNaS電池1004への放出電力の割り当ての手順を示すフローチャートである。
図14に示すように、放出電力の割り当てを抑制すべきNaS電池1004(以下では、「放出抑制対象NaS電池」という。)に放出電力を割り当てる場合においては、前回の全電池合計放出電力の設定値TOPPに対する今回の全電池合計放出電力の設定値TOPCの減少量TOPP−TOPCが、前回の放出電力OPPmの放出抑制対象NaS電池1004についての合計ΣOPPm以上である場合は(ステップS141において"YES")、放出抑制対象NaS電池への放出電力の割り当てが停止され(ステップS142)、放出抑制対象NaS電池への放出電力の割り当てが終了する。
また、減少量TOPP−TOPCが、合計ΣOPPmより少なく(ステップS141において"NO")、しかも、許容変化電力PCPmの放出抑制対象NaS電池についての合計ΣPCPm以上である場合は(ステップS143において"YES")、今回の放出電力の割り当てにおいては、前回の放出電力OPPmから許容変化電力PCPmを減じた値OPPm−PCPm以下の放出電力が放出抑制対象NaS電池の各々に割り当てられ(ステップS144)、放出抑制対象NaS電池への放出電力の割り当てが終了する。この場合、前回の放出電力OPPmから今回の放出電力OPCmを減じた値OPPm−OPCmの放出抑制対象NaS電池についての合計Σ(OPPm−OPCm)が減少量TOPP−TOPCに一致させられる。
さらに、減少量TOPP−TOPCが、合計ΣOPPmより少なく(ステップS141において"NO")、しかも、許容変化電力PCPmの放出抑制対象NaS電池についての合計ΣPCPmより少ない場合は(ステップS143において"NO")、前回の放出電力OPPmから許容変化電力PCPmを減じた値OPPm−PCPmに一致する放出電力が放出抑制対象NaS電池の各々に割り当てられ(ステップS145)、放出抑制対象NaS電池への放出電力の割り当てが終了する。
このような放出抑制対象NaS電池への放出電力の割り当てによれば、放出抑制対象NaS電池に割り当てられる放出電力の減少量が許容変化電力PCPm以上となるので、放出電力が十分に抑制される。
放出抑制対象NaS電池への放出電力の割り当てが終了した後には、放出抑制対象NaS電池でないNaS電池1004に対して図11に示す手順で放出電力が割り当てられる。これにより、前回の全電池合計放出電力の設定値TOPPに対する今回の全電池合計放出電力の設定値TOPCの減少が、放出電力の割り当てを抑制すべきNaS電池1004への放出電力の割り当てを減らすことに優先的に利用される。
(吸収電力の割り当ての抑制)
同様に、吸収優先順位にかかわらず、吸収電力の割り当てを抑制すべきNaS電池1004への吸収電力の割り当てを抑制してもよい。吸収電力の割り当てを抑制すべきNaS電池1004には、SOC演算部1206により演算されたSOCの演算値SOCmが閾値以上となった充電末に近いNaS電池1004等がある。
図15は、吸収電力の割り当てを抑制すべきNaS電池1004への吸収電力の割り当ての手順を示すフローチャートである。
図15に示すように、吸収電力の割り当てを抑制すべきNaS電池1004(以下では、「吸収抑制対象NaS電池」という。)に吸収電力を割り当てる場合においては、前回の全電池合計吸収電力の設定値TIPPに対する今回の全電池合計吸収電力の設定値TIPCの減少量TIPP−TIPCが、前回の放出電力IPPmの放出抑制対象NaS電池1004についての合計ΣIPPm以上である場合は(ステップS151において"YES")、吸収抑制対象NaS電池への吸収電力の割り当てが停止され(ステップS152)、吸収抑制対象NaS電池への吸収電力の割り当てが終了する。
また、減少量TIPP−TIPCが、合計ΣIPPmより少なく(ステップS151において"NO")、しかも、許容変化電力PCPmの吸収抑制対象NaS電池1004についての合計ΣPCPm以上である場合は(ステップS153において"YES")、前回の吸収電力IPPmから許容変化電力PCPmを減じた値IPPm−PCPm以下の吸収電力が吸収抑制対象NaS電池の各々に割り当てられ(ステップS154)、吸収抑制対象NaS電池への吸収電力の割り当てが終了する。この場合、前回の吸収電力IPPmから今回の吸収電力OIPCmを減じた値IPPm−IPCmの吸収抑制対象NaS電池についての合計Σ(IPPm−IPCm)が減少量TOPP−TOPCに一致させられる。
さらに、減少量TOPP−TOPCが、合計ΣOPPmより少なく(ステップS151において"NO")、しかも、許容変化電力PCPmの吸収抑制対象NaS電池1004についての合計ΣPCPより少ない場合は(ステップS153において"NO")、今回の吸収電力の割り当てにおいては、前回の吸収電力OPPmから許容変化電力PCPmを減じた値OPPm−PCPmに一致する吸収電力が吸収抑制対象NaS電池の各々に割り当てられ(ステップS145)、吸収抑制対象NaS電池への吸収電力の割り当てが終了する。
このような吸収抑制対象NaS電池への吸収電力の割り当てによれば、吸収抑制対象NaS電池に割り当てられる吸収電力の減少量が許容変化電力PCPm以上となるので、吸収電力が十分に抑制される。
吸収抑制対象NaS電池への吸収電力の割り当てが終了した後には、吸収抑制対象NaS電池でないNaS電池1004に対して図11に示す手順で吸収電力が割り当てられる。前回の全電池合計吸収電力の設定値TIPPに対する今回の全電池合計吸収電力の設定値TIPCの減少が、吸収電力の割り当てを抑制すべきNaS電池1004への吸収電力の割り当てを減らすことに優先的に利用される。
(電力貯蔵装置1002の運転及びSOCの目標値SOCt)
電力貯蔵装置1002の運転の形態は、パターン運転と電力平滑運転とに大別される。
パターン運転とは、1日の電力需要の変動に応じて電力の吸収/放出を行う運転である。例えば、電力需要が少ない夜間に電力の吸収を行い、電力需要が少ない昼間に電力の吸収を行うパターン運転が一般的に行われる。パターン運転が行われる場合、時間ごとの全電池合計吸収/放出電力があらかじめ設定されることが多い。
電力平滑運転とは、より短い電力需要の変動に応じて充放電を行う運転である。電力貯蔵装置1002が電力平滑運転を行う場合、SOCの目標値SOCtは、約50%に設定されることが多い。
なお、パターン運転及び電力平滑運転のいずれにおいても、SOCの目標値SOCtは、NaS電池1004の放電容量の演算値を充電末において補正するときは、一時的に100%付近に設定され、NaS電池1004の放電容量の演算値を放電末において補正するときは、一時的に0%の付近に設定される。
(電力貯蔵装置1002の手動運転)
複数のNaS電池1004の各々への吸収/放出電力の割り当てを手動で行ってもよい。
吸収/放出電力の手動の割り当てを可能にするため、電力貯蔵装置1002は、第1の上限値U1m、第2の上限値U2m、吸収優先順位、放出優先順位等を表示部1115に表示し、吸収/放出電力の割り当ての入力を操作部1020で受け付ける。操作部1020が入力を受け付けた吸収/放出電力は、指令値出力部1220へ送られる。
<第2実施形態>
(概略)
第2実施形態は、第1実施形態の優先仮想電池への放出電力の割り当てに代えて採用される優先仮想電池への放出電力の割り当てに関する。
第1実施形態においては、差SOCm−SOCtにしたがって複数の優先仮想電池の各々に放出優先順位が付与されたが、第2実施形態においては、差SOCm−SOCtにしたがって複数の優先仮想電池の各々が属する放出優先度区分が決定され、属する放出優先度区分が同じ優先仮想電池には差SOCm−SOCtとは異なる区分内放出優先順位を付与するための指標にしたがって区分内放出優先順位が付与される。
図16は、第2実施形態の優先仮想電池への放出電力の割り当てを説明するブロック図である。
図16に示すように、第2実施形態においては、第1実施形態の優先仮想電池の放出優先順位付与部1210に代えて、優先仮想電池の放出優先度区分決定部2210と、優先仮想電池の区分内放出優先順位付与部2211と、が設けられる。
(放出優先度区分)
優先仮想電池の放出優先度区分決定部2210は、複数の優先仮想電池を層別し複数の優先仮想電池の各々が属する放出優先度区分を決定する。優先仮想電池の放出優先度区分決定部2210は、SOC演算部1206により演算された優先仮想電池を含むNaS電池1004のSOCの演算値SOCmの目標値SOCtに対する差SOCm−SOCtが大きくなるほど放出優先度区分を上げる。これにより、SOCが目標値を大きく上回るNaS電池1004の優先仮想電池に優先的に放出電力が割り当てられるので、SOCを目標値SOCtに近づけることが容易になる。
複数の放出優先度区分は、差SOCm−SOCtの閾値により分けられる。例えば、3個の放出優先度区分がある場合、図17に示すように、1番目の放出優先度区分と2番目の放出優先度区分とを分ける閾値TH12を20%とし、2番目の放出優先度区分と3番目の放出優先度区分とを分ける閾値TH23を−20%とする。この場合、SOCm−SOCt≧20%のNaS電池1004は第1の放出優先度区分に属し、20%≧SOCm−SOCt≧−20%のNaS電池1004は第2の放出優先度区分に属し、−20%≧SOCm−SOCtのNaS電池1004は第3の放出優先度区分に属する。
これにより、差SOCm−SOCtがわずかに変化しても属する放出優先度区分が変化しないことが多いので、差SOCm−SOCtのわずかな変化により放出電力の割り当てが大きく変化することが抑制される。また、差SOCm−SOCtとは異なる区分内放出優先順位を付与するための指標が放出電力の割り当てに反映されるので、放出電力がより適切に割り当てられる。
(区分内放出優先順位)
優先仮想電池の区分内放出優先順位付与部2211は、区分内放出優先順位を付与するための指標にしたがって放出優先度区分ごとに優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する。区分内放出優先順位を付与するための指標は、
(1)上限値演算部1208により演算された優先仮想電池を含むNaS電池1004の第2の上限値U2mの第1の上限値U1mに対する比U2m/U1m;
(2)温度センサ1010により計測された優先仮想電池を含むNaS電池1004の温度の計測値Tmの基準値Ttに対する差Tm−Tt;及び
(3)温度センサ1010により計測されたNaS電池1004の温度の計測値Tm、
のいずれかを因子として含むことが望ましい。
区分内放出優先順位を付与するための指標が比U2m/U1mを因子として含む場合は、優先仮想電池の区分内放出優先順位付与部2211は、比U2m/U1mが大きくなるほど区分内放出優先順位を上げる。区分内放出優先順位を付与するための指標が差Tm−Ttを因子として含む場合は、優先仮想電池の区分内放出優先順位付与部2211は、差Tm−Ttが小さくなるほど区分内放出優先順位を上げる。区分内放出優先順位を付与するための指標が温度の計測値Tmを因子として含む場合は、優先仮想電池の区分内放出優先順位付与部2211は、温度の計測値Tmが低くなるほど区分内放出優先順位を上げる。これにより、温度が上限温度に達するおそれが低いNaS電池1004に優先的に放出電力が割り当てられるので、NaS電池1004の温度が上限温度に達することが抑制される。
(総合優先順位)
放出電力割り当て部1216には、属する放出優先度区分が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力が割り当てられ、属する放出優先度区分が同じ優先仮想電池については区分内優先順位が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力が割り当てられるように、複数の優先仮想電池の各々に付与された総合放出優先順位が出力される。
<第3実施形態>
(概略)
第3実施形態は、第1実施形態の非優先仮想電池への放出電力の割り当てに代えて採用される非優先仮想電池への放出電力の割り当てに関する。
第1実施形態においては、放出優先順位を付与するための指標にしたがって複数の非優先仮想電池の各々に放出優先順位が付与されたが、第3実施形態においては、放出優先度区分を決定するための指標にしたがって複数の非優先仮想電池の各々が属する放出優先度区分が決定され、属する放出優先度区分が同じ非優先仮想電池には放出優先度区分を決定するための指標とは異なる区分内放出優先順位を付与するための指標にしたがって区分内放出優先順位が付与される。
図18は、第3実施形態の非優先仮想電池への放出電力の割り当てを説明するブロック図である。
図18に示すように、第3実施形態においては、第1実施形態の非優先仮想電池の放出優先順位付与部1212に代えて、非優先仮想電池の放出優先度区分決定部3212と、非優先仮想電池の区分内放出優先順位付与部3213と、充放電回数カウント部3226と、が設けられる。
(放出優先度区分の決定)
非優先仮想電池の放出優先度区分決定部3212は、放出優先度区分を決定するための指標にしたがって複数の非優先仮想電池を層別し複数の非優先仮想電池の各々が属する放出優先度区分を決定する。放出優先度区分を決定するための指標は、
(1)上限値演算部1208により演算された非優先仮想電池を含むNaS電池1004の第2の上限値U2mの第1の上限値U1mに対する比U2m/U1m;
(2)温度センサ1010により計測された非優先仮想電池を含むNaS電池1004の温度の計測値Tmの基準値Ttに対する差Tm−Tt;及び
(3)非優先仮想電池を含むNaS電池1004の温度センサにより計測された温度の計測値Tm、
のいずれかを因子として含むことが望ましい。ただし、これらの因子以外の因子を放出優先度区分を決定するための指標が含んでもよい。
放出優先度区分を決定するための指標が比U2m/U1mを因子として含む場合は、非優先仮想電池の放出優先度区分決定部3212は、比U2m/U1mが大きくなるほど放出優先度区分を上げる。放出優先度区分を決定するための指標が差Tm−Ttを因子として含む場合は、非優先仮想電池の放出優先度区分決定部3212は、差Tm−Ttが小さくなるほど放出優先度区分を上げる。放出優先度区分を決定するための指標が温度の計測値Tmを因子として含む場合は、非優先仮想電池の放出優先度区分決定部3212は、温度の計測値Tmが低くなるほど放出優先度区分を上げる。これにより、温度が上限温度に達するおそれが低いNaS電池1004の非優先仮想電池に優先的に放出電力が割り当てられるので、NaS電池1004の温度が上限温度に達することが抑制される。
複数の放出優先度区分は、放出優先度区分を決定するための指標の閾値により分けられる。
これにより、放出優先度区分を決定するための指標がわずかに変化しても属する放出優先度区分が変化しないことが多いので、放出優先度区分を決定するための指標のわずかな変化により放出電力の割り当てが大きく変化することが抑制される。
(区分内放出優先順位の付与)
非優先仮想電池の区分内放出優先順位付与部3213は、区分内放出優先順位を付与するための指標にしたがって放出優先度区分ごとに非優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する。区分内放出優先順位を付与するための指標は、充放電回数カウント部3226によりカウントされた非優先仮想電池を含むNaS電池1004の充放電回数を因子として含むことが望ましい。この場合は、非優先仮想電池の区分内放出優先順位付与部3213は、充放電回数が少なくなるほど区分内放出優先順位を上げる。これにより、充放電回数が少ないNaS電池1004の非優先仮想電池に優先的に放出電力が割り当てられるので、NaS電池1004の充放電回数が均一化される。
なお、区分内放出優先順位を付与するための指標によらず、非優先仮想電池の区分内放出優先順位付与部213が時間が経過すると区分内放出優先順位を循環的に入れ替えるようにしてもよい。これにより、区分内放出優先順位が循環的に入れ替えられるので、NaS電池1004の充放電回数が均一化される。この場合は、充放電回数カウント部3226は不要になる。
図19は、区分内放出優先順位の循環的な入れ替えの例を説明する図である。図19は、時間がT1,T2,T3,T4,・・・と経過したときの非優先仮想電池A2,B2,C2,D2の区分内放出優先順位を示している。
(総合放出優先順位)
放出電力割り当て部1216には、属する放出優先度区分が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力が割り当てられ、属する放出優先度区分が同じ非優先仮想電池については区分内優先順位が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力が割り当てられるように、複数の非優先仮想電池の各々に付与された総合放出優先順位が出力される。
<第4実施形態>
(概略)
第4実施形態は、第1実施形態のNaS電池1004への吸収電力の割り当てに代えて採用されるNaS電池1004への吸収電力の割り当てに関する。
第1実施形態においては、吸収優先順位を付与するための指標にしたがって複数のNaS電池1004の各々に吸収優先順位が付与されたが、第4実施形態においては、吸収優先度区分を決定するための指標にしたがって複数のNaS電池1004の各々が属する吸収優先度区分が決定され、属する吸収優先度区分が同じNaS電池1004には吸収優先度区分を決定するための指標とは異なる区分内吸収優先順位を決定するための指標にしたがって区分内吸収優先順位が付与される。
図20は、第4実施形態のNaS電池1004への吸収電力の割り当てを説明するブロック図である。
図20に示すように、第4実施形態においては、第1実施形態の吸収優先順位付与部1214に代えて、吸収優先度区分決定部4214と、区分内吸収優先順位付与部4215と、充放電回数カウント部4226と、が設けられる。
(吸収優先度区分の決定)
吸収優先度区分決定部4214は、吸収優先度区分を決定するための指標にしたがって複数のNaS電池1004を層別し複数のNaS電池1004の各々が属する吸収優先度区分を決定する。吸収優先度区分を決定するための指標は、
(1)上限値演算部1208により演算された第2の上限値U2mの第1の上限値U1mに対する比U2m/U1m;
(2)温度センサ1010により計測されたNaS電池1004の温度の計測値Tmの基準値Ttに対する差Tm−Tt;及び
(3)温度センサ1010により計測されたNaS電池1004の温度の計測値Tm、
のいずれかを因子として含むことが望ましい。ただし、これらの因子以外の因子を吸収優先度区分を決定するための指標が含んでもよい。
吸収優先度区分を決定するための指標が比U2m/U1mを因子として含む場合は、吸収優先度区分決定部4214は、比U2m/U1mが大きくなるほど吸収優先度区分を上げる。吸収優先度区分を決定するための指標が差Tm−Ttを因子として含む場合は、吸収優先度区分決定部4214は、差Tm−Ttが小さくなるほど吸収優先度区分を上げる。吸収優先度区分を決定するための指標が温度の計測値Tmを因子として含む場合は、吸収優先度区分決定部4214は、温度の計測値Tmが低くなるほど吸収優先度区分を上げる。これにより、温度が上限温度に達するおそれが低いNaS電池1004に優先的に吸収電力が割り当てられるので、NaS電池1004の温度が上限温度に達することが抑制される。
吸収優先度区分を決定するための指標が、
(4)SOC演算部1206により演算されたNaS電池1004のSOCの演算値SOCmの目標値SOCtに対する差SOCm−SOCt、
を因子として含んでもよい。この場合、吸収優先度区分決定部4214は、差SOCm−SOCtが小さくなるほど吸収優先度区分を上げる。これにより、SOCが目標値SOCtを大きく下回るNaS電池1004に優先的に吸収電力が割り当てられるので、SOCを目標値SOCtに近づけることが容易になる。
複数の吸収優先度区分は、吸収優先度区分を決定するための指標の閾値により分けられる。
これにより、吸収優先度区分を決定するための指標がわずかに変化しても属する吸収優先度区分が変化しないことが多いので、吸収優先度区分を決定するための指標のわずかな変化により吸収電力の割り当てが大きく変化することが抑制される。
(区分内吸収優先順位の付与)
区分内吸収優先順位付与部4215は、区分内吸収優先順位を付与するための指標にしたがって吸収優先度区分ごとにNaS電池1004の各々に区分内吸収優先順位を付与する。区分内吸収優先順位を付与するための指標は、NaS電池1004の充放電回数カウント部4226によりカウントされた充放電回数を因子として含むことが望ましい。この場合は、区分内吸収優先順位付与部4215は、充放電回数が少なくなるほど区分内吸収優先順位を上げる。これにより、充放電回数が少ないNaS電池1004に優先的に吸収電力が割り当てられるので、NaS電池1004の充放電回数が均一化される。
なお、区分内吸収優先順位を付与するための指標によらず、区分内吸収優先順位付与部4215が時間が経過すると区分内放出優先順位を循環的に入れ替えるようにしてもよい。これにより、区分内放出優先順位が循環的に入れ替えられるので、NaS電池1004の充放電回数が均一化される。この場合は、充放電回数カウント部4226は不要になる。
吸収優先度区分を決定するための指標が差SOCm−SOCtである場合は、区分内吸収優先順位を付与するための指標が、
(1)上限値演算部1208により演算されたNaS電池1004の第2の上限値U2mの第1の上限値U1mに対する比U2m/U1m;
(2)温度センサ1010により計測されたNaS電池1004の温度の計測値Tmの基準値Ttに対する差Tm−Tt;及び
(3)温度センサ1010により計測されたNaS電池1004の温度の計測値Tm、
のいずれかを因子として含んでもよい。
区分内吸収優先順位を付与するための指標が比U2m/U1mを因子として含む場合は、区分内吸収優先順位付与部4215は、比U2m/U1mが大きくなるほど区分内吸収優先順位を上げる。区分内吸収優先順位を付与するための指標が差Tm−Ttを因子として含む場合は、区分内吸収優先順位付与部4215は、差Tm−Ttが小さくなるほど区分内吸収優先順位を上げる。区分内吸収優先順位を付与するための指標が温度の計測値Tmを因子として含む場合は、区分内吸収優先順位付与部4215は、温度の計測値Tmが低くなるほど区分内吸収優先順位を上げる。これにより、温度が上限温度に達するおそれが低いNaS電池1004に優先的に吸収電力が割り当てられるので、NaS電池1004の温度が上限温度に達することが抑制される。
(総合優先順位)
放出電力割り当て部1216には、属する吸収優先度区分が高いNaS電池1004から低いNaS電池1004へ順に吸収電力が割り当てられ、属する吸収優先度区分が同じNaS電池1004については区分内吸収優先順位が高いNaS電池1004から低いNaS電池1004へ順に吸収電力が割り当てられるように、複数のNaS電池1004の各々に付与された総合吸収優先順位が出力される。
<第5実施形態>
第5実施形態は、第1実施形態の参照情報に代えて採用される参照情報に関する。
図21は、第5実施形態の参照情報を説明する図である。
図21に示すように、第5実施形態の参照情報は、NaS電池1004のDOD及び温度と第2の上限値との関係を記述した情報である。第5実施形態の参照情報によれば、上限値演算部1208は、複数のNaS電池1004の各々について温度センサ1010により計測された温度の計測値Tm及びDOD演算部1204により演算されたDODの演算値DODmに対応する第2の上限値U2mを参照情報を参照して特定する。
<第6実施形態>
第6実施形態は、第1実施形態の電力貯蔵装置1002において望ましくは行われる参照情報の補正に関する。
図22は、第6実施形態の参照情報の補正を説明するブロック図である。
図22に示すように、第6実施形態においては、充放電電圧計測部6022が電力貯蔵装置1002に付加され、内部抵抗演算部6232と、情報補正部6234と、が電力貯蔵装置1002の制御部1016に付加される。
充放電電圧計測部6022は、複数のNaS電池1004の各々の充放電電圧を計測する。
内部抵抗演算部6232は、複数のNaS電池1004の各々の内部抵抗を演算する。内部抵抗演算部6232は、充放電電流計測部1008により計測された充放電電流の計測値Im及び充放電電圧計測部6022により計測された充放電電圧の計測値VmからNaS電池1004の内部抵抗を演算する。
参照情報補正部6234は、内部抵抗の演算値Rmが大きくなるとDOD−温度特性線の傾き、すなわち、DODに対する温度の変化率を大きくする補正を行う。これにより、NaS電池1004の内部抵抗が高くなると第2の上限値U2mが小さくなるので、優先仮想電池の放出電力の最大値が適切に設定される。
なお、上限値演算部1208が参照する参照情報を第5実施形態において説明したようなNaS電池1004のDOD及び温度と第2の上限値との関係を示す参照情報とした場合は、参照情報補正部7234は、NaS電池1004の内部抵抗の演算値Rmが高くなるとNaS電池1004の参照情報において第2の上限値U2mを小さくする補正を行う。
<第7実施形態>
第7実施形態は、第1実施形態の電力貯蔵装置1002において望ましくは行われる参照情報の補正に関する。
図23は、第7実施形態の参照情報の補正を説明するブロック図である。
図23に示すように、第7実施形態においては、参照情報補正部7234、が電力貯蔵装置1002の制御部1016に付加される。
参照情報補正部7234は、指令値出力部1220により出力された放出電力の指令値、DOD演算部1204により演算されたDODの演算値DODm及び温度センサ1010により計測された温度の計測値Tmの実績にDOD−温度特性線を近づける補正を行う。これにより、第2の上限値U2mがより適切に算出されるので、優先仮想電池の放出電力の最大値が適切に設定される。例えば、NaS電池1004の発熱が多くなると第2の上限値U2mが小さくなるので、優先仮想電池の放出電力の最大値が適切に設定される。
<第8実施形態>
第8実施形態は、電力貯蔵網8002に関する。第8実施形態の電力貯蔵網8002には、複数の充放電単位の充放電を制御する制御装置が設けられる。複数の制御装置は、階層的な制御装置網を構成し、下位制御装置から上位制御装置へ第1の上限値の合計U1mの合計ΣU1m及び第2の上限値U2mの合計ΣU2mが通知され、上位制御装置から下位制御装置へ優先仮想電池及び非優先仮想電池への放出電力の割り当てが通知される。「充放電単位」とは、独立して充放電を行う単位であり、制御装置を備える電力貯蔵装置を意味する場合もあるし、制御装置を備えないNaS電池そのものを意味する場合もある。
図24は、第8実施形態の電力貯蔵網8002のブロック図である。
図24に示すように、複数のNaS電池8004の充放電は制御装置8006により制御され、複数のNaS電池8008の充放電は制御装置8010により制御される。複数のNaS電池8004及び制御装置8006は、充放電単位8012を構成し、複数のNaS電池8008及び制御装置8010も、充放電単位8014を構成する。充放電単位8012,8014及びそれ自身で充放電単位を構成するNaS電池8016の充放電は、制御装置8018により制御される。充放電単位8012,8014、NaS電池8016及び制御装置8018は、さらに大きな充放電単位8020を構成する。
同様に、複数のNaS電池8022の充放電は制御装置8024により制御される。複数のNaS電池8022及び制御装置8024は、充放電単位8026を構成する。充放電単位8026及びそれ自身で充放電単位を構成するNaS電池8028の充放電は、制御装置8030により制御される。充放電単位8026、NaS電池8028及び制御装置8030は、さらに大きな充放電単位8032を構成する。
充放電単位8020,8032の充放電は、制御装置8034により制御される。
制御装置8006,8010,8018,8024,8030,8034は、充放電単位をNaS電池とみなして、第1実施形態の制御装置又は第1実施形態の制御装置に第2実施形態から第7実施形態までで説明した変形を加えた制御装置と同様に、充放電単位を制御する。
電力貯蔵網8002が備えるNaS電池及び制御装置の数は電力貯蔵網8002の仕様に応じて増減され、制御装置網における階層の数は電力貯蔵網8002の仕様に応じて増減される。
図25は、第1の充放電単位が備える下位制御装置8102及び複数の第1の充放電単位を制御する上位制御装置8104のブロック図である。電力貯蔵網8002においては、例えば、制御装置8006が下位制御装置8102となり、制御装置8018が上位制御装置8104となり、充放電単位8012,8014及びNaS電池8016が第1の充放電単位となる。
図25に示すように、上位制御装置8104は、下位制御装置8102と通信する通信部8106と、第1の充放電単位に放出電力を割り当てる放出電力割り当て部8108と、第1の充放電単位に吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部8110と、を備える。
通信部8106は、第1の上限値U1mの複数の第2の充放電単位についての合計ΣU1m及び第2の上限値U2mの複数の第2の充放電単位についての合計ΣU2mを下位制御装置8102から受信する。
放出電力割り当て部8108は、第1の充放電単位をNaS電池とみなして、複数の第1の充放電単位の各々に通信部8106により受信された第1の上限値U1mの複数の第2の充放電単位についての合計ΣU1m以下の放出電力を割り当てる。放出電力割り当て部は、第2の上限値U2mの複数の第2の充放電単位についての合計ΣU2mを超過しない放出電力の非超過分が割り当てられる優先仮想電池と、合計ΣU2mを超過する放出電力の超過分が割り当てられる非優先仮想電池と、に複数の第1の充放電単位の各々を分離し、複数の優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力を割り当てる。
吸収電力割り当て部8110は、第1の充放電単位をNaS電池とみなして、複数の第1の充放電単位の各々に通信部8106により受信された第3の上限値U3mの複数の第2の充放電単位についての合計ΣU3m以下の放出電力を割り当てる。
下位制御装置8102は、複数の第2の充放電単位の各々に第1の上限値U1m以下の放出電力を割り当てる放出電力割り当て部8112と、複数の第2の充放電単位の各々に第3の上限値U3m以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部8114と、複数の第2の充放電単位の各々に含まれる二次電池の温度が上限温度以下に維持される放出電力の第2の上限値U2mを演算する上限値演算部8116と、上位制御装置8104と通信する通信部8118と、を備える。
放出電力割り当て部8112は、第2の充放電単位をNaS電池とみなして、第2の上限値U2m以下の放出電力を割り当てる優先仮想電池と第2の上限値を超過する放出電力を割り当てる非優先仮想電池とに複数の第2の充放電単位の各々を分離し、複数の優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力を割り当てる。
吸収電力割り当て部8114は、第2の充放電単位をNaS電池とみなして、複数の第2の充放電単位の各々に第3の上限値U3m以下の吸収電力を割り当てる。
通信部8118は、第1の上限値U1m、第2の上限値U2m及び第3の上限値U3mの複数の第2の充放電単位についての合計ΣU1m,ΣU2m,ΣU3mを上位制御装置8104へ送信する。
このように複数の制御装置を設け、上位制御装置8104と下位制御装置8102との間で情報のやり取りを行うことにより、ひとつの制御装置が行う処理が減少するので、多数のNaS電池の充放電の制御が容易になる。
<第9実施形態>
第9実施形態は、電力貯蔵装置9002を含むマイクログリッド9004に関する。
図26は、第9実施形態のマイクログリッド9004のブロック図である。「マイクログリッド」とは、電力の需要地に分散型電源を設置した小規模の電力供給網であり、「分散型エネルギーシステム」等とも呼ばれる。図26に示すように、マイクログリッド9004においては、分散型電源9006、負荷9008及び電力貯蔵装置9002が系統9010に接続される。分散型電源9006、負荷9008及び電力貯蔵装置9002の運転は、マイクログリッド制御システム9012により制御される。
分散型電源9006としては、特に制限されないが、太陽光その他の自然エネルギーを利用した発電機、例えば、太陽光発電装置が用いられる。生ごみ・廃木・廃プラスチック等を原料として製造されたガスを燃料に用いる燃料電池等を分散型電源9006として用いてもよい。
分散型電源9006により発電された電力の全部又は一部は、系統9010を経由して電力貯蔵装置9002へ送電され、電力貯蔵装置9002に蓄積される。
電力貯蔵装置には、第1実施形態の電力貯蔵装置1002若しくは第1実施形態の電力貯蔵装置1002に第2実施形態から第7実施形態までで説明した変形を加えた電力貯蔵装置又は第8実施形態の電力貯蔵網8002が採用される。
<その他>
この発明は詳細に説明されたが、上述の説明は全ての局面において例示であって、この発明は上述の説明に限定されない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定されうる。特に、説明した事項を組み合わせることは当然に予定されている。
1004 NaS電池
1008 ホール電流検出器
1010 温度センサ
1012 双方向変換器
本発明の第35の局面によれば、複数の二次電池を制御する制御方法は、(a) 複数の二次電池の各々の充放電電流を計測する工程と、(b) 複数の二次電池の各々の温度を計測する工程と、(c) 前記工程(a)において計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の放電深度を演算する工程と、(d) 複数の二次電池の各々に第1の上限値以下の放出電力を割り当てる工程と、(e) 複数の二次電池の各々について前記工程(b)において計測された温度の計測値及び前記工程(c)において演算された放電深度の演算値から温度が上限温度以下に維持される放出電力の第2の上限値を演算する工程と、(f) 放出/吸収電力の指令値を出力する工程と、(g) 吸収/放出電力が前記工程(f)において出力された指令値となるように複数の二次電池の各々の充放電を制御する工程と、を備え、前記工程(d)は、前記工程(e)において演算された第2の上限値を超過しない放出電力の非超過分が割り当てられる優先仮想電池と、前記工程(e)において演算された第2の上限値を超過する放出電力が割り当てられる非優先仮想電池と、に複数の二次電池の各々を分離し、複数の優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力を割り当て、前記工程(f)は、前記工程(d)において優先仮想電池に割り当てられた放出電力及び前記工程(d)において非優先仮想電池に割り当てられた放出電力の合計を放出電力の指令値として出力する。

Claims (35)

  1. 複数の二次電池を制御する制御装置であって、
    複数の二次電池の各々の充放電電流を計測する充放電電流計測部と、
    複数の二次電池の各々の温度を計測する温度センサと、
    前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の放電深度を演算する放電深度演算部と、
    複数の二次電池の各々に第1の上限値以下の放出電力を割り当てる放出電力割り当て部と、
    複数の二次電池の各々について前記温度センサにより計測された温度の計測値及び前記放電深度演算部により演算された放電深度の演算値から温度が上限温度以下に維持される放出電力の第2の上限値を演算する上限値演算部と、
    放出/吸収電力の指令値を出力する指令値出力部と、
    吸収/放出電力が前記指令値出力部により出力された指令値となるように複数の二次電池の各々の充放電を制御する双方向変換器と、
    を備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    前記上限値演算部により演算された第2の上限値を超過しない放出電力の非超過分が割り当てられる優先仮想電池と、前記上限値演算部により演算された第2の上限値を超過する放出電力の超過分が割り当てられる非優先仮想電池と、に複数の二次電池の各々を分離し、複数の優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力を割り当て、
    前記指令値出力部は、
    前記放出電力割り当て部により優先仮想電池に割り当てられた放出電力及び前記放出電力割り当て部により非優先仮想電池に割り当てられた放出電力の合計を指令値として出力する、
    制御装置。
  2. 請求項1の制御装置において、
    前記上限値演算部は、
    放電深度が100%に達するまで連続放電が可能な放電電力の最大値を第2の上限値とする、
    制御装置。
  3. 請求項1の制御装置において、
    前記上限値演算部は、
    設定された時間が経過するまで連続放電が可能な放出電力の最大値を第2の上限値とする、
    制御装置。
  4. 請求項1の制御装置において、
    前記上限値演算部は、
    放電時の二次電池の放電深度と温度との関係を記述した参照情報を参照して第2の上限値を演算し、
    前記制御装置は、
    複数の二次電池の各々の充放電電圧を計測する充放電電圧計測部と、
    前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値及び前記充放電電圧計測部により計測された充放電電圧の計測値から複数の二次電池の各々の内部抵抗を演算する内部抵抗演算部と、
    前記内部抵抗演算部により演算された内部抵抗の演算値が高くなるほど参照情報において放電深度に対する温度の上昇率を大きくする補正を行う参照情報補正部と、
    をさらに備える制御装置。
  5. 請求項1の制御装置において、
    前記上限値演算部は、
    放電時の二次電池の放電深度及び温度と第2の上限値との関係を記述した参照情報を参照して第2の上限値を演算し、
    前記制御装置は、
    複数の二次電池の各々の充放電電圧を計測する充放電電圧計測部と、
    前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値及び前記充放電電圧計測部により計測された充放電電圧の計測値から複数の二次電池の各々の内部抵抗を演算する内部抵抗演算部と、
    前記内部抵抗演算部により演算された内部抵抗の演算値が高くなるほど参照情報において第2の上限値を小さくする補正を行う参照情報補正部と、
    をさらに備える、
    制御装置。
  6. 請求項1の制御装置において、
    前記上限値演算部は、
    放電時の二次電池の放電深度と温度との関係を記述した参照情報を参照して第2の上限値を演算し、
    前記制御装置は、
    前記指令値出力部により出力された放出電力の指令値、前記放電深度演算部により演算された放電深度の演算値及び前記温度センサにより計測された温度の計測値の実績に参照情報を近づける補正を行う参照情報補正部、
    をさらに備える制御装置。
  7. 請求項1の制御装置において、
    前記放出電力割り当て部は、
    放出電力が有効電力成分及び無効電力成分からなる場合は、複数の二次電池の各々に割り当てられる皮相電力が第1の上限値以下となり複数の優先仮想電池に割り当てられる有効電力が前記上限値演算部により演算された第2の上限値以下となるように有効電力成分を割り当てた後に無効電力成分を割り当てる、
    制御装置。
  8. 請求項1の制御装置において、
    前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の充電状態を演算する充電状態演算部と、
    複数の優先仮想電池の各々に放出優先順位を付与する第1の放出優先順位付与部と、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    前記第1の放出優先順位付与部により付与された放出優先順位が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第1の放出優先順位付与部は、
    前記充電状態演算部により演算された優先仮想電池を含む二次電池の充電状態の演算値の目標値に対する差が大きくなるほど放出優先順位を上げる、
    制御装置。
  9. 請求項1の制御装置において、
    前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の充電状態を演算する充電状態演算部と、
    複数の優先仮想電池を層別し複数の優先仮想電池の各々が属する放出優先度区分を決定する第1の放出優先度区分決定部と、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    前記第1の放出優先度区分決定部により決定された属する放出優先度区分が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第1の放出優先度区分決定部は、
    前記充電状態演算部により演算された優先仮想電池を含む二次電池の充電状態の演算値の目標値に対する差が大きくなるほど放出優先度区分を上げる、
    制御装置。
  10. 請求項9の制御装置において、
    放出優先度区分ごとに優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する第1の区分内放出優先順位付与部、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    属する放出優先度区分が同じ優先仮想電池については前記第1の区分内放出優先順位付与部により付与された区分内放出優先順位が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第1の区分内放出優先順位付与部は、
    前記上限値演算部により演算された優先仮想電池を含む二次電池の第2の上限値の第1の上限値に対する比が大きくなるほど区分内放出優先順位を上げる、
    制御装置。
  11. 請求項9の制御装置において、
    放出優先度区分ごとに優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する第1の区分内放出優先順位付与部、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    属する放出優先度区分が同じ優先仮想電池については前記第1の区分内放出優先順位付与部により付与された区分内放出優先順位が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第1の区分内放出優先順位付与部は、
    前記温度センサにより計測された優先仮想電池を含む二次電池の温度の計測値の基準値に対する差が小さくなるほど区分内放出優先順位を上げる、
    制御装置。
  12. 請求項9の制御装置において、
    放出優先度区分ごとに優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する第1の区分内放出優先順位付与部、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    属する放出優先度区分が同じ優先仮想電池については前記第1の区分内放出優先順位付与部により付与された区分内放出優先順位が高い優先仮想電池から低い優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第1の区分内放出優先順位付与部は、
    前記温度センサにより計測された優先仮想電池を含む二次電池の温度の計測値が低くなるほど区分内放出優先順位を上げる、
    制御装置。
  13. 請求項1から請求項12までのいずれかの制御装置において、
    複数の非優先仮想電池の各々に放出優先順位を付与する第2の放出優先順位付与部、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    前記第2の放出優先順位付与部により付与された放出優先順位が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第2の放出優先順位付与部は、
    前記上限値演算部により演算された非優先仮想電池を含む二次電池の第2の上限値の第1の上限値に対する比が大きくなるほど放出優先順位を上げる、
    制御装置。
  14. 請求項1から請求項12までのいずれかの制御装置において、
    複数の非優先仮想電池の各々に放出優先順位を付与する第2の放出優先順位付与部、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    前記第2の放出優先順位付与部により付与された放出優先順位が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第2の放出優先順位付与部は、
    前記温度センサにより計測された非優先仮想電池を含む二次電池の温度の計測値の基準値に対する差が小さくなるほど放出優先順位を上げる、
    制御装置。
  15. 請求項1から請求項12までのいずれかの制御装置において、
    複数の非優先仮想電池の各々に放出優先順位を付与する第2の放出優先順位付与部、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    前記第2の放出優先順位付与部により付与された放出優先順位が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第2の放出優先順位付与部は、
    前記温度センサにより計測された非優先仮想電池を含む二次電池の温度の計測値が低くなるほど放出優先順位を上げる、
    制御装置。
  16. 請求項1の制御装置において、
    複数の非優先仮想電池を層別し複数の非優先仮想電池の各々が属する放出優先度区分を決定する第2の放出優先度区分決定部、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    前記第2の放出優先度区分決定部により決定された属する放出優先度区分が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第2の放出優先度区分決定部は、
    前記上限値演算部により演算された非優先仮想電池を含む二次電池の第2の上限値の第1の上限値に対する比が大きくなるほど放出優先度区分を上げる、
    制御装置。
  17. 請求項1の制御装置において、
    複数の非優先仮想電池を層別し複数の非優先仮想電池の各々が属する放出優先度区分を決定する第2の放出優先度区分決定部、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    前記第2の放出優先度区分決定部により決定された属する放出優先度区分が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第2の放出優先度区分決定部は、
    前記温度センサにより計測された非優先仮想電池を含む二次電池の温度の計測値の基準値に対する差が小さくなるほど放出優先度区分を上げる、
    制御装置。
  18. 請求項1の制御装置において、
    複数の非優先仮想電池を層別し複数の非優先仮想電池の各々が属する放出優先度区分を決定する第2の放出優先度区分決定部、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    前記第2の放出優先度区分決定部により決定された属する放出優先度区分が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第2の放出優先度区分決定部は、
    前記温度センサにより計測された非優先仮想電池を含む二次電池の温度の計測値が低くなるほど放出優先度区分を上げる、
    制御装置。
  19. 請求項16から請求項18までのいずれかの制御装置において、
    放出優先度区分ごとに非優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する第2の区分内放出優先順位付与部と、
    複数の二次電池の各々の充放電回数をカウントする充放電回数カウント部と、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    属する放出優先度区分が同じ非優先仮想電池については前記第2の区分内放出優先順位付与部により付与された区分内放出優先順位が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第2の区分内放出優先順位付与部は、
    前記充放電回数カウント部によりカウントされた優先仮想電池を含む二次電池の充放電回数が少なくなるほど区分内放出優先順位を上げる、
    制御装置。
  20. 請求項16から請求項18までのいずれかの制御装置において、
    放出優先度区分ごとに非優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する第2の区分内放出優先順位付与部、
    をさらに備え、
    前記放出電力割り当て部は、
    属する放出優先度区分が同じ非優先仮想電池については前記第2の区分内放出優先順位付与部により付与された区分内放出優先順位が高い非優先仮想電池から低い非優先仮想電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記第2の区分内放出優先順位付与部は、
    時間が経過すると区分内放出優先順位を循環的に入れ替える、
    制御装置。
  21. 請求項1から請求項6までのいずれかの制御装置において、
    複数の二次電池の各々に吸収優先順位を付与する吸収優先順位付与部と、
    複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    前記吸収優先順位付与部により付与された吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、
    前記吸収優先順位付与部は、
    前記上限値演算部により演算された第2の上限値の第1の上限値に対する比が大きくなるほど放出優先順位を上げ、
    前記指令値出力部は、
    前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する、
    制御装置。
  22. 請求項1から請求項6までのいずれかの制御装置において、
    複数の二次電池の各々に吸収優先順位を付与する吸収優先順位付与部と、
    複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    前記吸収優先順位付与部により付与された吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、
    前記吸収優先順位付与部は、
    前記温度センサにより計測された温度の計測値の基準値に対する温度差が小さくなるほど吸収優先順位を上げ、
    前記指令値出力部は、
    前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する、
    制御装置。
  23. 請求項1から請求項6までのいずれかの制御装置において、
    複数の二次電池の各々に吸収優先順位を付与する吸収優先順位付与部と、
    複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    前記吸収優先順位付与部により付与された吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、
    前記吸収優先順位付与部は、
    前記温度センサにより計測された温度の計測値が低くなるほど吸収優先順位を上げ、
    前記指令値出力部は、
    前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する、
    制御装置。
  24. 請求項1から請求項6までのいずれかの制御装置において、
    前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の充電状態を演算する充電状態演算部と、
    複数の二次電池の各々に吸収優先順位を付与する吸収優先順位付与部と、
    複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    前記吸収優先順位付与部により付与された吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、
    前記吸収優先順位付与部は、
    前記充電状態演算部により演算された充電状態の演算値の目標値に対する差が小さくなるほど吸収優先順位を上げ、
    前記指令値出力部は、
    前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する、
    制御装置。
  25. 請求項1の制御装置において、
    複数の二次電池を層別し複数の二次電池の各々が属する吸収優先度区分を決定する吸収優先度区分決定部と、
    複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    前記吸収優先度区分決定部により決定された属する吸収優先度区分が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、
    前記吸収優先度区分決定部は、
    前記上限値演算部により演算された第2の上限値の第1の上限値に対する比が大きくなるほど吸収優先度区分を上げ、
    前記指令値出力部は、
    前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する、
    制御装置。
  26. 請求項1の制御装置において、
    複数の二次電池を層別し複数の二次電池の各々が属する吸収優先度区分を決定する吸収優先度区分決定部と、
    複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    前記吸収優先度区分決定部により決定された属する吸収優先度区分が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、
    前記吸収優先度区分決定部は、
    前記温度センサにより計測された温度の計測値の基準値に対する差が小さくなるほど吸収優先度区分を上げ、
    前記指令値出力部は、
    前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する、
    制御装置。
  27. 請求項1の制御装置において、
    複数の二次電池を層別し複数の二次電池の各々が属する吸収優先度区分を決定する吸収優先度区分決定部と、
    複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    前記吸収優先度区分決定部により決定された属する吸収優先度区分が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、
    前記吸収優先度区分決定部は、
    前記温度センサにより計測された温度の計測値が低くなるほど吸収優先度区分を上げ、
    前記指令値出力部は、
    前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する、
    制御装置。
  28. 請求項1の制御装置において、
    前記充放電電流計測部により計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の充電状態を演算する充電状態演算部と、
    複数の二次電池を層別し複数の二次電池の各々が属する吸収優先度区分を決定する吸収優先度区分決定部と、
    複数の二次電池の各々に第3の上限値以下の吸収電力を割り当てる吸収電力割り当て部と、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    前記吸収優先度区分決定部により決定された属する吸収優先度区分が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、
    前記吸収優先度区分決定部は、
    前記充電状態演算部により演算された充電状態の演算値の目標値に対する差が小さくなるほど吸収優先度区分を上げ、
    前記指令値出力部は、
    前記吸収電力割り当て部により割り当てられた吸収電力を指令値として出力する、
    制御装置。
  29. 請求項25から請求項28までのいずれかの制御装置において、
    吸収優先度区分ごとに二次電池の各々に区分内吸収優先順位を付与する区分内吸収優先順位付与部と、
    複数の二次電池の各々の充放電回数をカウントする充放電回数カウント部と、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    属する吸収優先度区分が同じ二次電池については前記区分内吸収優先順位付与部により付与された区分内吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、
    前記区分内吸収優先順位付与部は、
    前記充放電回数カウント部によりカウントされた充放電回数が少なくなるほど区分内吸収優先順位を上げる、
    制御装置。
  30. 請求項25から請求項28までのいずれかの制御装置において、
    吸収優先度区分ごとに二次電池の各々に区分内吸収優先順位を付与する区分内吸収優先順位付与部、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    属する吸収優先度区分が同じ二次電池については前記区分内吸収優先順位付与部により付与された区分内吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、
    前記区分内吸収優先順位付与部は、
    時間が経過すると区分内吸収優先順位を循環的に入れ替える、
    制御装置。
  31. 請求項28の制御装置において、
    吸収優先度区分ごとに二次電池の各々に区分内吸収優先順位を付与する区分内吸収優先順位付与部、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    属する吸収優先度区分が同じ二次電池については前記区分内吸収優先順位付与部により付与された区分内吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に放出電力を割り当て、
    前記区分内吸収優先順位付与部は、
    前記上限値演算部により演算された第2の上限値の第1の上限値に対する比が大きくなるほど区分内吸収優先順位を上げる、
    制御装置。
  32. 請求項28の制御装置において、
    放出優先度区分ごとに優先仮想電池の各々に区分内放出優先順位を付与する区分内放出優先順位付与部、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    属する吸収優先度区分が同じ二次電池については前記区分内吸収優先順位付与部により付与された区分内吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、
    前記区分内吸収優先順位付与部は、
    前記温度センサにより計測された温度の計測値の基準値に対する差が小さくなるほど区分内吸収優先順位を上げる、
    制御装置。
  33. 請求項28の制御装置において、
    吸収優先度区分ごとに二次電池の各々に区分内吸収優先順位を付与する区分内吸収優先順位付与部、
    をさらに備え、
    前記吸収電力割り当て部は、
    属する吸収優先度区分が同じ二次電池については前記区分内吸収優先順位付与部により付与された区分内吸収優先順位が高い二次電池から低い二次電池へ順に吸収電力を割り当て、
    前記区分内吸収優先順位付与部は、
    前記温度センサにより計測された温度の計測値が高くなるほど区分内吸収優先順位を上げる、
    制御装置。
  34. 複数の充放電単位を制御する制御装置を複数備える制御装置網であって、
    複数の第1の充放電単位を制御する上位制御装置と、
    前記第1の充放電単位の各々の全部又は一部に備えられ第2の充放電単位を制御する下位制御装置と、
    を備え、
    前記上位制御装置は、
    前記下位制御装置と通信する第1の通信部と、
    複数の第1の充放電単位の各々に放出電力を割り当てる第1の放出電力割り当て部と、
    を備え、
    前記第1の通信部は、
    第1の上限値の複数の第2の充放電単位についての合計及び第2の上限値の複数の第2の充放電単位についての合計を前記下位制御装置から受信し、
    前記第1の放出電力割り当て部は、
    複数の第1の充放電単位の各々に前記通信部により受信された第1の上限値の複数の第2の充放電単位についての合計以下の放出電力を割り当て、
    第2の上限値の複数の第1の充放電単位についての合計を超過しない放出電力の非超過分が割り当てる優先仮想電池と、第2の上限値の複数の第1の充放電単位についての合計を超過する放出電力の超過分が割り当てられる非優先仮想電池と、に複数の第1の充放電単位の各々を分離し、複数の優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力を割り当て、
    前記下位制御装置は、
    複数の第2の充放電単位の各々に第1の上限値以下の放出電力を割り当てる第2の放出電力割り当て部と、
    複数の第2の充放電単位の各々に含まれる二次電池の温度が上限温度以下に維持される放出電力の第2の上限値を演算する上限値演算部と、
    前記上位制御装置と通信する第2の通信部と、
    を備え、
    前記第2の放出電力割り当て部は、
    前記上限値演算部により演算された第2の上限値を超過しない放出電力の非超過分が割り当てられる優先仮想電池と、前記上限値演算部により演算された第2の上限値を超過する放出電力の超過分が割り当てられる非優先仮想電池と、に複数の第2の充放電単位の各々を分離し、複数の優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力を割り当て、
    前記第2の通信部は、
    第1の上限値の複数の第2の充放電単位についての合計及び第2の上限値の複数の第2の充放電単位についての合計を前記上位制御装置へ送信する、
    制御装置網。
  35. 複数の二次電池を制御する制御方法であって、
    (a) 複数の二次電池の各々の充放電電流を計測する工程と、
    (b) 複数の二次電池の各々の温度を計測する工程と、
    (c) 前記工程(a)において計測された充放電電流の計測値から複数の二次電池の各々の放電深度を演算する工程と、
    (d) 複数の二次電池の各々に第1の上限値以下の放出電力を割り当てる工程と、
    (e) 複数の二次電池の各々について前記工程(c)において計測された温度の計測値及び前記工程(b)において演算された放電深度の演算値から温度が上限温度以下に維持される放出電力の第2の上限値を演算する工程と、
    (f) 放出/吸収電力の指令値を出力する工程と、
    (g) 吸収/放出電力が前記工程(h)において出力された指令値となるように複数の二次電池の各々の充放電を制御する工程と、
    を備え、
    前記工程(d)は、
    前記工程(e)において演算された第2の上限値を超過しない放出電力の非超過分が割り当てられる優先仮想電池と、前記工程(e)において演算された第2の上限値を超過する放出電力が割り当てられる非優先仮想電池と、に複数の二次電池の各々を分離し、複数の優先仮想電池の全部に放出電力を割り当てつくした後に非優先仮想電池に放出電力を割り当て、
    前記工程(h)は、
    前記工程(d)において優先仮想電池に割り当てられた放出電力及び前記工程(d)において非優先仮想電池に割り当てられた放出電力の合計を放出電力の指令値として出力する、
    制御方法。
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