JPWO2015008467A1 - System for controlling base station apparatus connected to power system, base station apparatus, base station apparatus control apparatus and charging control method thereof - Google Patents
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Abstract
発電所から電気を供給される電力系統基地局装置に接続されて蓄電池を併設する基地局装置は、電力系統の電力供給状態が不安定状態と状況と判断すると蓄電池への充電を停止するか充電速度を下げたり、さらに負荷設備の負荷を下げて電力系統の停電を避ける。また、基地局装置間制御装置は電力系統に接続された複数の基地局装置を制御することで、より稼動が必要とされる基地局装置に接続された蓄電池への充電を行うことで、電力系統の停電を避けつつ、稼動停止を避けることができる。A base station device that is connected to a power system base station device that is supplied with electricity from a power plant and that has a storage battery stops charging the storage battery when the power supply state of the power system is determined to be unstable and the situation. Reduce the speed or further reduce the load on the load equipment to avoid power system outages. In addition, the inter-base station apparatus control apparatus controls a plurality of base station apparatuses connected to the power system, thereby charging the storage battery connected to the base station apparatus that is required to operate more. It is possible to avoid outages while avoiding system power outages.
Description
本発明は、電力系統に接続する蓄電システムとその制御方法に関する。 The present invention relates to a power storage system connected to an electric power system and a control method thereof.
無線通信端末を用いて、いつでも安定した通信を行うためには、この無線通信端末と通信を行う基地局装置に、常に電力を供給しなければならない。しかしながら、停電が発生すると、基地局装置への電力の供給が途絶えてしまい、通信が切断されてしまい、送電が復帰するまでには相当の時間を要することがある。特に電力供給が安定していない国や地域では、日常的な地域での停電や、限られた時間のみ電力供給がされるなど電力系統から常時電力を供給されるとは限らない。そこで、電力系統以外の電源が必要となる。 In order to perform stable communication at any time using a wireless communication terminal, power must always be supplied to a base station apparatus that communicates with the wireless communication terminal. However, when a power failure occurs, the supply of power to the base station device is interrupted, the communication is cut off, and it may take a considerable time until power transmission is restored. In particular, in countries and regions where power supply is not stable, power is not always supplied from the power system, such as daily power outages and power supply only for a limited time. Therefore, a power source other than the power system is required.
ディーゼル発電機による電源が一般的であるが、燃料切れの恐れや燃料補充の必要性、環境への悪影響がある。また、電力系統より原動費が高いこともあり、電力系統から充電する蓄電池を使用することが考えられる。 The power source by the diesel generator is common, but there is a risk of running out of fuel, the necessity of refueling, and adverse effects on the environment. Moreover, since the driving cost may be higher than that of the power system, it is conceivable to use a storage battery that is charged from the power system.
しかしながら、多数の基地局装置の蓄電池を一度に充電すると電力系統の電力供給が不安定になり、電力系統の停電をまねく恐れがある。 However, if the storage batteries of a large number of base station devices are charged at once, the power supply of the power system becomes unstable, which may cause a power failure of the power system.
本発明は、電力系統に接続された複数の基地局装置を制御するシステムにおける基地局装置に併設された蓄電池の充電制御方法であって、電力系統の電力供給情報と負荷設備の電力需要情報と蓄電池の蓄電情報(蓄電量、電池温度)に基づいて蓄電池の充電制御を行うことを特徴とする。 The present invention is a storage battery charging control method provided in a base station apparatus in a system for controlling a plurality of base station apparatuses connected to a power system, the power supply information of the power system and the power demand information of the load facility, Storage battery charge control is performed based on storage battery storage information (amount of storage, battery temperature).
《第一の実施の形態》
図1は、本発明の電力系統に接続された基地局装置と蓄電池を示した図である。発電所100から変電所110を経由して電力系統103〜108から基地局装置102に電力が供給される。First embodiment
FIG. 1 is a diagram showing a base station apparatus and a storage battery connected to the power system of the present invention. Power is supplied from the
図2は、本発明の基地局装置102を示した図である。基地局装置102は、基地局装置制御装置101、負荷設備205、発電設備208を備える。基地局装置制御装置101は、電力状態検知部202と制御部203と蓄電池204(例えばLiイオン電池)を備える。発電設備208は必ずしも設けなくても良い。
FIG. 2 is a diagram showing the
電力系統103〜108は末端に向かって枝分かれしていくが、末端になるほど電力供給は不安定になり、電力系統103〜108の各々に繋がる設備の電力使用量が多いほど電力供給は不安定になる。変電所で分離された電力系統103〜108ごとに電力使用量が供給を上回ると停電する可能性が高いが、過大な負荷がかかると根幹の電力系統103への停電を引き起こすこともありうる。
The
発電設備208が併設されており、発電設備208が太陽光発電設備の場合は、発電設備208から負荷設備205に電力供給し、発電量に余裕がある場合は蓄電池204へ充電を行う。
When the
太陽光発電設備が無い場合あるいは、太陽光発電設備があっても天候により発電出来ない場合は、太陽光発電設備から電力の供給できない負荷設備205に電力系統103〜108のいずれかから、電力供給し、さらに蓄電池204の蓄電量等の蓄電情報から蓄電池204に充電が必要と判断した場合、蓄電池204へ充電を行う。
When there is no photovoltaic power generation facility, or even if there is a photovoltaic power generation facility, power cannot be generated due to the weather, power is supplied from any of the
もし、停電した場合、制御部203は蓄電池204より電力を負荷設備205に供給して負荷設備205の稼動を継続させる。しかしながら蓄電池204の蓄電量が停電中に無くなる恐れがあるとき、制御部203は、負荷設備205を通常動作モードから低電力動作モードに移行することで、負荷設備205の停止を防止する。
If a power failure occurs, the
停電し、さらに蓄電量が無い場合でも、発電設備208がそれらの条件に左右されないディーゼル発電等であれば、発電制御することで発電設備208を稼動し、負荷設備205の稼動を継続させることも可能となる。発電量に余裕があれば発電設備から蓄電池204への充電を開始してもよい。
Even if there is a power outage and there is no power storage, if the
発電設備208は、太陽光発電とディーゼル発電を併用しても良い。
The
電力系統103〜108のうち蓄電池204に接続されたいずれかの電力系統103〜108から蓄電池204に充電する場合、通常、制御部203は基地局装置の負荷設備205に電力系統103〜108から電力を供給するように制御する。また、制御部203は、蓄電池の蓄電量が低下すると蓄電池204に電力系統103〜108から充電するよう制御する。ここで、蓄電池204は複数の充電速度を有する。本実施の形態においては、蓄電池204は、充電速度が異なる2つの充電モード(急速充電、通常充電)を有する。急速充電は通常充電よりも速い時間で充電できるが、電気使用量が多くなる。停電時に備えて、各基地局装置はできる限り急速充電を行うが、急速充電を複数の基地局装置で同時に行うと、全体の電気使用量が膨大になるため、電力系統103〜108の電力供給そのものが不安定になり、電力系統103〜108が停電しかねない。
When charging the
電力系統103〜108の停電を避けるため、基地局装置制御装置101は電力系統103〜108の電力状態情報(周波数、電圧、電流)を電力状態検知部202により検知する。電力供給状態から電力安定度が不安定な状況と判断すると、蓄電池204の充電を通常充電に変更、あるいは充電そのものを停止し充電待機とする充電制御を行う。ここで、電力安定度とは、系統電力の安定度合いを示す指標であり、変電所110からの電力供給量や、電力系統103〜108に繋がる設備の電力使用量により変動する。電力安定度が悪化すると、末端の電力系統106〜108から停電する可能性が高い。電力安定度がさらに悪化すると、根幹に向かう電力系統104,105も停電する可能性が高い。さらに悪化すると電力系統103〜108全体が停電する可能性が高い。過大な負荷がかかると根幹の電力系統への停電を引き起こすこともありうる。
In order to avoid a power failure of the
具体的には、系統電力(電力系統103〜108から供給される電力)の周波数、電圧、電流を監視することにより、電力系統の周波数、電圧、電流等の電力状態情報から電力安定度を判断する。周波数については系統電力の全体負荷が大きくなると、系統電力から供給される交流信号の周波数が低くなる。ゼロクロスカウンター等で周波数を検知し、所定の周波数よりも低くなった場合に、電力安定度が低いと判断できる。電圧監視は、系統電力から供給される電圧の低下を検知する。電流監視は系統電力から供給される電流の低下を検知する。電圧監視や電流監視は、周波数監視と比べて、簡易な構成で系統電力の電力安定度を検知することができる。また、系統電力の周波数、電圧、電流の値だけではなく、系統電力の周波数、電圧、電流の値の急激な変化を捉えることで、電力供給状態が不安定になること(すなわち、電力安定度の低下)も検知できる。
Specifically, power stability is determined from power state information such as frequency, voltage, and current of the power system by monitoring the frequency, voltage, and current of the system power (power supplied from the
そして、通常充電あるいは充電待機中の場合、電力供給状態が安定状態になった(すなわち、電力安定度が高くなった)と判断すれば、通常充電の場合、蓄電池204への急速充電へ復帰し、充電待機中の場合、急速充電か通常充電を再開する充電制御を行う。
If it is determined that the power supply state has become stable (ie, the power stability has increased) during normal charging or charging standby, in the case of normal charging, the
なお、本実施例では一例として、通常充電の充電速度は、急速充電の充電速度の三分の一程度にするが、それに関わらず、どのような速度にしても構わない。電力供給状態に合わせて可変にしても良い。 In the present embodiment, as an example, the charging speed for normal charging is set to about one third of the charging speed for quick charging, but any speed may be used regardless of this. You may make it variable according to an electric power supply state.
このように、電力系統の停電が発生する前に電力供給状態を監視しながら蓄電池への充電制御(充電速度の制御)を行うことで、図1のように、電力供給状態が不安定状態と判断すると、ある基地局装置は充電待機中になり、電力系統の電力安定度の低下を防ぐ。これにより、各基地局装置の基地局装置制御装置101は電力系統の停電を避けつつ、蓄電池への充電を行うことができる。
Thus, by performing charge control (control of charge speed) on the storage battery while monitoring the power supply state before the power failure of the power system occurs, the power supply state becomes unstable as shown in FIG. If it judges, a certain base station apparatus will be in charge standby, and the fall of the power stability of an electric power grid | system will be prevented. Thereby, the base station
図3は、本発明の別の基地局装置132を示した図である。図2の基地局装置制御装置101を基地局装置制御装置301に換えて、さらに負荷設備305の制御を行うものである。負荷設備305から消費電力量、通信量、重要度等の電力需要情報を制御部303に送る。蓄電池204への充電制御だけでは、電力系統の安定が不十分な場合には、基地局装置制御装置301の制御部303は負荷設備305を通常動作モードから低電力動作モードに移行することで、電力系統の停電を防止する。基地局装置の場合、例えば、負荷設備305の通信速度や通信エリアを制限することで、低電力動作モードへ移行し、消費電力を低減する。電力状態検知部202と蓄電池204は図2と同じでも異なっていてもよい。
FIG. 3 is a diagram showing another
これにより、系統電力が不安定な電力インフラの環境下において、電力状態情報、電力需要情報、蓄電情報を用いて停電を避けることでディーゼル発電への依存を低減しつつ、負荷設備305への安定給電が可能となる。
As a result, in a power infrastructure environment where the grid power is unstable, the dependence on diesel power generation is reduced by avoiding power outages using power status information, power demand information, and power storage information, while maintaining stability to the
《第二の実施の形態》
図4は、本発明の基地局装置蓄電システムを示した図である。第一の実施の形態に比べ、基地局装置間制御装置401により基地局装置間の制御を行うものである。<< Second Embodiment >>
FIG. 4 is a diagram showing the base station apparatus power storage system of the present invention. Compared with the first embodiment, control between base station apparatuses is performed by a
図5は、本発明の基地局装置間制御装置401を示した図である。基地局装置間制御装置401は、電力供給会社からの電力負荷情報や、計画送電情報(あるいは停電情報)等の電力供給情報を利用する系統監視部502と、後述する複数の基地局装置制御装置からの情報を受け取る受信部507と基地局装置制御装置への制御情報を送信する送信部506を備える。送受信は、無線であっても有線であっても、専用回線であっても共用回線であってもよい。制御部503は、電力供給会社からの電力負荷情報や、電力供給情報、複数の基地局装置制御装置からの情報から、各基地局装置の蓄電池の充電制御を行う制御情報を生成する。
FIG. 5 is a diagram showing an
図6は、本発明の基地局装置間制御装置401と通信する基地局装置162を示した図である。図3の基地局装置制御装置301に比べ、基地局装置162は送信部606、受信部607を備える。電力状態検知部202と蓄電池204と負荷設備305は図3と同じでも異なっていてもよい。発電設備208は必ずしも併設する必要は無く、発電設備208との送受信信号の図示は省略している。
FIG. 6 is a diagram showing a
電力系統に接続された各負荷設備305に電力使用状況(周波数、電圧、電流)をモニターする電力状態検知部202(例えば、スマートメーター)を設け、基地局装置間制御装置401は、基地局装置162の送信部606から電力状態情報を受信し、その情報に基づいて、系統電力全体の負荷状況を判断するようにしてもよい。
Each
制御部603は、電力状態検知部202の電力系統の周波数、電圧、電流等の電力状態情報や、蓄電池204の蓄電量等の蓄電情報、負荷設備305の消費電力量、通信量、重要度等の電力需要情報を送信部606により基地局装置間制御装置401に送信する。受信部607が受信した基地局装置間制御装置401からの制御情報に基づき、制御部603は、蓄電池204の充電制御を行う。
The control unit 603 includes power state information such as the frequency, voltage, and current of the power system of the power
電力状態検知部202により電力供給が不安定になり、電力安定度が悪化したと判断したときは、基地局装置間制御装置401からの制御情報に優先して、蓄電池204の充電を急速充電から通常充電にする、あるいは、充電停止にしてもよい。
When the power
あるいは、負荷設備305を通常動作モードから低電力動作モードに移行することで、電力系統の停電を防止する。基地局装置の場合、例えば、負荷設備305を通信速度や通信エリアを制限する低電力動作モードに移行することで消費電力を低減する。これにより電力系統への負荷をいち早く下げることができるので、電力系統の停電を避けることができる。蓄電池204と負荷設備305の制御を併用してもよい。
Alternatively, the power system is prevented from being interrupted by shifting the
基地局装置間制御装置401の制御部503は、電力系統が停電しないように各基地局装置の蓄電池の充電制御を行うために、充電が必要な複数の基地局装置に対して充電可能な電力が見込めない場合、どの基地局装置の蓄電池を充電するか決定する必要がある。すなわち、充電優先度を基地局装置単位あるいは、複数の電力系統で構成される電力網全体の電力供給安定度を考慮した場合、電力系統単位で決定する。
The
優先度を決定するための情報としては、以下のようなものがある。 The information for determining the priority includes the following.
1)蓄電池の蓄電量 ・・・ 残量が少ない蓄電池を優先する。 1) Storage amount of storage battery: Give priority to storage batteries with low remaining capacity.
2)負荷設備の消費電力 ・・・ 例えば、基地局装置の場合は通信量など消費電力が大きい負荷設備を優先する。 2) Power consumption of load facilities ・ ・ ・ For example, in the case of a base station apparatus, priority is given to load facilities with large power consumption such as communication volume.
3)稼動残量 ・・・ (1)蓄電池の蓄電量と(2)負荷設備の消費電力から算出される稼動時間の残量から優先度を決める。 3) Remaining operating amount (1) The priority is determined from the remaining amount of operating time calculated from (1) the storage amount of the storage battery and (2) the power consumption of the load facility.
4)温度 ・・・ Liイオン電池は低温・高温時に充電効率が悪いため、不適当温度状態のLiイオン電池の蓄電池の優先度を下げる。 4) Temperature: Li-ion batteries have low charging efficiency at low and high temperatures, so the priority of storage batteries for Li-ion batteries in an inappropriate temperature state is lowered.
5)発電設備の状態 ・・・ 蓄電池が、系統電力と発電設備の切り替えが可能なハイブリッド方式の場合、発電設備の発電情報から優先度を決める。例えば、ディーゼル発電の場合は、ディーゼル燃料の残量が少ない蓄電池を優先する。太陽光発電の場合は発電量や天候などから優先度を決める。 5) State of power generation equipment: When the storage battery is a hybrid system capable of switching between system power and power generation equipment, priority is determined from the power generation information of the power generation equipment. For example, in the case of diesel power generation, priority is given to a storage battery with a small remaining amount of diesel fuel. In the case of solar power generation, the priority is determined based on the amount of power generation and the weather.
6)系統種別(Good−Grid, Average−Grid, Poor−Grid, Off−Grid等) ・・・ 電力系統ごとの電力供給の安定性(例えば、一日当たりの平均電力供給時間)に関する情報から優先度を決める。例えば、電力供給が不安定(Poor−Grid)な地域を優先する。 6) System type (Good-Grid, Average-Grid, Poor-Grid, Off-Grid, etc.) ... Priority based on information on stability of power supply for each power system (for example, average power supply time per day) Decide. For example, priority is given to an area where power supply is unstable (Poor-Grid).
7)蓄電池の設置場所 ・・・ 電力系統上で隣接する基地局装置は同時に給電しないようにする。 7) Installation location of storage battery ... Do not supply power to adjacent base station devices on the power system at the same time.
これらの情報を組み合わせて優先度を決定してもよい。 The priority may be determined by combining these pieces of information.
以上のように基地局装置間制御装置が電力網あるいは、電力系統に接続された基地局装置を制御することで、電力系統の停電を避けつつ、より稼動が必要とされる基地局装置に接続された蓄電池への充電を行うことで、稼動停止を避けることができる。 As described above, the control device between base station devices controls the base station device connected to the power network or the power system, so that it can be connected to the base station device that needs more operation while avoiding the power system power failure. By stopping the storage battery, it is possible to avoid the operation stop.
基地局装置間制御装置と基地局装置制御装置の制御の役割は、一例であってこれに限らない。例えば、各基地局装置は一切制御内容を決定せず、基地局装置間制御装置から受信した信号のみで制御するようにしてもよい。 The role of the control between the base station apparatus control apparatus and the base station apparatus control apparatus is an example, and is not limited to this. For example, each base station apparatus may not control the content of control at all, and may control only by the signal received from the control apparatus between base station apparatuses.
電力系統に接続された基地局装置への充電制御に利用可能であるが、電力系統に接続された稼動停止を避けたい設備についても応用可能である。 Although it can be used for charging control of a base station device connected to the power system, it can also be applied to facilities that are desired to avoid operation stop connected to the power system.
100 発電所
101 基地局装置制御装置
102 基地局装置
103,104,105,106,107,108 電力系統
110 変電所
202 電力状態検知部
203 制御部
204 蓄電池
205 負荷設備
208 発電設備
301 基地局装置制御装置
303 制御部
305 負荷設備
401 基地局装置間制御装置
502 系統監視部
503 制御部
506 送信部
507 受信部
603 制御部
606 送信部
607 受信部DESCRIPTION OF
Claims (58)
前記基地局装置は、負荷設備と基地局装置制御装置を備え、
前記電力系統の電力状態情報と前記負荷設備の電力需要情報と前記蓄電池の蓄電情報に基づいて
前記蓄電池の充電制御を行うことを特徴とする充電制御方法。A charge control method for a storage battery provided in a base station device in a system for controlling a plurality of base station devices connected to a power system,
The base station device includes a load facility and a base station device control device,
The charge control method characterized by performing charge control of the said storage battery based on the electric power state information of the said electric power grid | system, the power demand information of the said load installation, and the electrical storage information of the said storage battery.
前記基地局装置は、負荷設備と基地局装置制御装置を備え、蓄電池を併設しており、
前記電力系統の電力状態情報と前記負荷設備の電力需要情報と前記蓄電池の蓄電情報に基づいて
前記蓄電池の充電制御を行うことを特徴とする基地局装置を制御するシステム。A system for controlling a plurality of base station devices connected to a power system,
The base station device includes a load facility and a base station device control device, and has a storage battery.
A system for controlling a base station apparatus, wherein charge control of the storage battery is performed based on power state information of the power system, power demand information of the load facility, and storage information of the storage battery.
前記基地局装置は、負荷設備と基地局装置制御装置を備え、蓄電池を併設しており、
前記電力系統の電力状態情報と前記負荷設備の電力需要情報と前記蓄電池の蓄電情報に基づいて前記基地局装置間制御装置に生成された制御情報を受信する受信部と、前記受信部で受信された前記制御情報に基づいて前記蓄電池の充電制御を行うことを特徴とする基地局装置制御装置。A base station apparatus control apparatus connected via a communication line with a control apparatus between base station apparatuses that controls a plurality of base station apparatuses connected to a power system,
The base station device includes a load facility and a base station device control device, and has a storage battery.
A receiving unit that receives control information generated in the inter-base station controller based on the power status information of the power system, the power demand information of the load facility, and the storage information of the storage battery, and received by the receiving unit A base station apparatus control apparatus that performs charging control of the storage battery based on the control information.
前記基地局装置は、負荷設備と基地局装置制御装置を備え、蓄電池を併設しており、
前記電力系統の電力状態情報と前記負荷設備の電力需要情報と前記蓄電池の蓄電情報に基づいて
前記蓄電池の充電制御を行うことを特徴とする充電制御方法。A charging control method for a storage battery provided in a base station device connected to a power system,
The base station device includes a load facility and a base station device control device, and has a storage battery.
The charge control method characterized by performing charge control of the said storage battery based on the electric power state information of the said electric power grid | system, the power demand information of the said load installation, and the electrical storage information of the said storage battery.
前記基地局装置は、負荷設備と基地局装置制御装置を備え、蓄電池を併設しており、
前記電力系統の電力状態情報と前記負荷設備の電力需要情報と前記蓄電池の蓄電情報に基づいて
前記蓄電池の充電制御を行うことを特徴とする基地局装置。A base station device with a storage battery connected to the power system,
The base station device includes a load facility and a base station device control device, and has a storage battery.
A base station apparatus that performs charging control of the storage battery based on power state information of the power system, power demand information of the load facility, and storage information of the storage battery.
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