TW201406003A - 充電設備 - Google Patents

充電設備 Download PDF

Info

Publication number
TW201406003A
TW201406003A TW102124122A TW102124122A TW201406003A TW 201406003 A TW201406003 A TW 201406003A TW 102124122 A TW102124122 A TW 102124122A TW 102124122 A TW102124122 A TW 102124122A TW 201406003 A TW201406003 A TW 201406003A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
charging
current
decrease
voltage
power
Prior art date
Application number
TW102124122A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI497866B (zh
Inventor
Yoshikiyo Tanikawa
Original Assignee
K & M Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by K & M Corp filed Critical K & M Corp
Publication of TW201406003A publication Critical patent/TW201406003A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI497866B publication Critical patent/TWI497866B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Abstract

本發明提供之充電設備即使在獨立運行時也能夠對蓄電池充分進行充電；在能夠利用從具有獨立運行功能之功率調節器(12)的獨立運行插座(12a)供應的電力對蓄電池進行充電之充電設備(20)中，具備：對向蓄電池(23)供應的充電電流進行增減之增減部(充電控制電路22)，對從發電電源(太陽能電池14)供給至功率調節器(12)的電壓或電流隨時間的變化進行檢測之檢測部(△V判定電路21)，以及控制部(充電控制電路22)，該控制部進行如下控制：利用增減部使充電電流隨著時間的經過而增加，並且，在利用檢測部檢測出的電壓或電流隨時間的減少量小於規定閾值時，繼續利用增減部使充電電流增加，在電壓或電流隨時間的減少量為規定閾值以上時，利用增減部使充電電流減少規定量。

Description

充電設備
本發明係關於一種充電設備。
由於在東日本大地震災害中發生的停電現象，利用蓄電池的應急電源設備逐漸受到重視。另外，由此產生了在東日本大地震那樣的大規模災害時能夠應對長時間停電的蓄電設備之必要性，並且也提出了例如有關能夠從太陽能電池直接進行充電之設備之技術。
在專利文獻1中公開了下述技術：即，利用電壓表檢測蓄電池的充電電流，並透過控制開關使該充電電流變為最大，由此，以簡單的結構利用太陽能電池有效地對蓄電池進行充電之技術。
另外，在專利文獻2中公開了下述技術：即，在從蓄電池經由放電用二極體及繼電器而到達功率調節器的輸入側的放電路徑之外，還另外具備從功率調節器的輸出側至蓄電池的充電路徑，由此，在並網運行(interconnected operation)時也能夠實現從太陽能電池進行充電之技術。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】：日本公報、特開平07-200963號
【專利文獻2】：日本公報、特開2008-131759號
但是，在專利文獻1所公開之技術中並未考慮與工業電源並網運行。另外，在專利文獻2所公開之技術中雖然考慮了與工業電源並網運行，但是，由於需要追加新的電路，因此無法適用於先前的功率調節器中。因此，上述技術存在無法適用於全國100萬以上住戶所配備的太陽能發電設備中這一問題。
另一方面，在先前的太陽能發電設備中，功率調節器具有獨立運行(islanded operation：孤島運行)功能，因此，當利用該獨立運行功能時，即使在長期停電的情況下白天也能夠獲得最大約1.5kW的交流電。因此，也考慮透過利用該獨立運行功能對蓄電池進行充電。
但是，通常的太陽能發電設備在獨立運行時，當負載功率大於從太陽能電池供應的功率時，會導致功率調節器停機(shutdown)。另外，當發生這樣的停機時，多數情況下若不以手動方式使功率調節器重新啟動便無法恢復。因此，例如，當欲透過太陽能發電設備的獨立運行對需要1kW輸入功率的蓄電設備進行充電時，在陰天或雨天等只能獲得1kW以下發電功率的日子裏便無法開始充電，另外，在晴朗的日子即使最初能夠開始充電，但是，當太陽能電池剛被雲遮住而出現影子時，便會發生功率調節器 停機而中止充電這一狀況。因此，在先前的太陽能發電設備中存在無法對蓄電池充分進行充電這一問題。
本發明係鑒於上述課題而作出，其主要目的係在於提供一種即使在功率調節器獨立運行時也能夠對蓄電池充分進行充電的充電設備。
為了解決上述課題，本發明之充電設備能夠利用從具有獨立運行功能之功率調節器的獨立運行插座供應的電力對蓄電池進行充電，充電設備的特徵在於，具備：對向蓄電池供應的充電電流進行增減之增減部；對從發電電源供給至所述功率調節器的電壓或電流隨時間的變化進行檢測之檢測部；以及控制部，控制部進行如下控制：利用增減部使充電電流隨著時間的經過而增加，並且，在利用檢測部檢測出的電壓或電流隨時間的減少量小於規定閾值時，繼續利用增減部使充電電流增加，在電壓或電流隨時間的減少量為規定閾值以上時，利用增減部使充電電流減少規定量。
根據這樣的構成，即使在獨立運行時，也能夠對蓄電池充分進行充電。
另外，本發明的一方面係在上述發明的基礎上具備下述特徵：發電電源為太陽能電池，控制部對從太陽能電池經由功率調節器被供給蓄電池的充電電流進行控制。
根據這樣的構成，即使是根據日照狀態而時時刻刻變化的太陽能電池，也能夠對蓄電池充分進行充電。
另外，本發明的一方面係在上述發明的基礎上具備下述特徵：在用電壓或電流隨時間的減少量除以電壓值或電流值後所得的減少率小於規定閾值時，控制部繼續利用增減部使充電電流增加，在減少率為規定閾值以上時，控制部利用增減部使充電電流減少規定量。
根據這樣的構成，透過參照電壓或電流的減少率，能夠可靠地防止功率調節器發生停機的情況。
另外，本發明的一方面係在上述發明的基礎上具備下述特徵：檢測部經由具有兩個不同時間常數的電路將來自發電電源的電壓或電流輸入，並將兩個電路的輸出進行比較，由此對電壓或電流隨時間的減少量或隨時間的減少率進行檢測。
根據這樣的構成，能夠利用簡單的電路結構來準確地檢測電壓隨時間的減少量或隨時間的減少率。
根據本發明，能夠提供即使在功率調節器獨立運行時也能夠對蓄電池充分進行充電的充電設備。
1‧‧‧工業電源系統
2‧‧‧功率計
3‧‧‧配電盤
10‧‧‧太陽能發電設備
11‧‧‧聯動斷路器
12‧‧‧功率調節器
12a‧‧‧獨立運行插座
13‧‧‧接線箱
14‧‧‧太陽能電池
20‧‧‧充電設備
21‧‧‧△V判定電路(檢測部)
22‧‧‧充電控制電路(增減部、控制部)
23‧‧‧蓄電池
24‧‧‧AC-DC變換器
25‧‧‧DC-AC變換器
26‧‧‧電源插頭
211-217‧‧‧電阻
218-219‧‧‧二極體
220-222‧‧‧電容器
223‧‧‧可變電阻
224‧‧‧比較器
225‧‧‧電晶體
226‧‧‧電磁繼電器
圖1係顯示本發明實施方式之構成例之框圖。
圖2係顯示圖1所示△V判定電路(Delta-V判定電路)之結構例之電路圖。
圖3係對功率調節器的負載變化時的電流、輸入電壓、電壓變化以及變化率之關係進行表示之表格。
圖4係對功率調節器的負載變化時的電流、輸入電壓、電壓變化以及變化率之關係進行表示之圖表。
圖5係用於說明本發明實施方式之工作圖。
圖6係用於說明本發明實施方式之工作之流程圖。
接下來，對本發明之實施方式進行說明。
(A)實施方式之構成之說明
圖1係顯示將本發明實施方式之充電設備和太陽能發電設備組合後的系統的整體結構。如該圖1所示，太陽能發電設備10構成為通常與工業電源系統1相互協作，本發明實施方式之充電設備20與該工業電源系統1和太陽能發電設備10連接而使用。
太陽能發電設備10具有聯動斷路器11、功率調節器12、接線箱13、以及太陽能電池14。另外，充電設備20具有△V判定電路(Delta-V判定電路)21、充電控制電路22、蓄電池23、AC-DC變換器24、以及DC-AC變換器25。另外，工業電源系統1具有功率計2和配電盤3。
在此，工業電源系統1的功率計2測定並顯示從工業電源供應(購電)的電能、或者從太陽能發電設備10向工業電源供應(售電)的電能。配電盤3將從工業電源或功率調節器12供應的電力分配給各負載，並且，具有 在各負載的耗電量超過規定值時進行斷路的斷路裝置。
太陽能發電設備10的聯動斷路器11，在接通(ON)的狀態下使太陽能發電設備10與工業電源系統1連接，在斷開(OFF)的狀態下使太陽能發電設備10從工業電源系統1分離。
功率調節器12將由太陽能電池14所產生的直流電轉換為具有與工業電源相同的電壓(例如100V)、相同的頻率(例如50Hz或60Hz)、以及相同相位的交流電。
另外，功率調節器12通常具有與工業電源無關地將由太陽能電池14所產生的直流電轉換成交流電、並從獨立運行插座12a輸出的獨立運行(islanded operation：孤島運行)功能。
由此，即使是在工業電源停電的情況下，也能夠透過對功率調節器12的未圖示的操作部進行操作而設定為獨立運行模式並將負載連接於獨立運行插座12a上，從而對負載供應最大1.5kW程度的功率。
另外，在圖1的例子中，在獨立運行插座12a上能夠連接充電設備20的電源插頭26。
接線箱13將由多個面板構成的太陽能電池14利用各面板進行發電所得到的直流電匯集，並供應給功率調節器12。太陽能電池14由多個面板構成，並將太陽能轉換成直流電後輸出。
充電設備20的△V判定電路21對被輸入功率調節器12的電壓隨時間的減少率進行檢測，在電壓隨時間 的減少率為規定閾值以上時使輸出信號變為高(H)的狀態，在除此之外的其他情況時使輸出信號變為低(L)的狀態。
充電控制電路22具有下述功能：即，根據△V判定電路21的輸出信號，對從AC-DC變換器24流向蓄電池23的充電電流進行控制(增減)，同時對蓄電池23進行充電之功能。
蓄電池23由例如鋰離子電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、或鉛蓄電池及其他的二次電池構成，並且，蓄電池23利用由充電控制電路22供給的直流電而被充電，並將充電後的直流電供給DC-AC變換器25。
AC-DC變換器24將從電源插頭26供給的交流電(AC)轉換成直流電(DC)並輸出。DC-AC變換器25將從蓄電池23供給的直流電(DC)轉換成交流電(AC)並供給至負載。
接下來，參照圖2對圖1所示△V判定電路21之結構之一例進行說明。如該圖2中所示，△V判定電路21具有電阻211~217、二極體218、219、電容器220~222、可變電阻223、比較器224、電晶體225、以及電磁繼電器226。
在此，電阻211、212以串聯狀態連接於太陽能電池14的輸出端上。由此，電阻211、212根據各自的元器件值將太陽能電池14的輸出電壓進行分壓並輸出。
二極體218、219係用於維持電壓的二極體，並且，在太陽能電池14的電壓降低時，二極體218、219 變為逆偏壓狀態而呈斷路狀態，從而將電容器220、221的電壓維持一定時間。
電容器220例如由電解電容器構成，並與可變電阻223和電阻213並聯。電容器220利用太陽能電池14的輸出電壓而被充電，並且，根據由電容器220與可變電阻223及電阻213產生的時間常數，將太陽能電池14的輸出電壓維持一定時間。更具體而言，在將可變電阻223的元器件值設定為VR、電阻213的元器件值設定為R1、電容器220的元器件值設定為C1時，將電壓維持與由C1×(VR+R1)所表示的時間常數對應的時間。
電容器221例如由電解電容器構成，並與電阻214並聯。電容器221利用太陽能電池14的輸出電壓而被充電，並且，根據由電容器221和電阻214產生的時間常數，將太陽能電池14的輸出電壓維持一定時間。更具體而言，在將電阻214的元器件值設定為R2、電容器221的元器件值設定為C2時，將電壓維持與由C2×R2所表示的時間常數對應的時間。
另外，上述之由電容器220、可變電阻223及電阻213產生的時間常數C1×(VR+R1)與由電容器221和電阻214產生的時間常數C2×R2，被設定為具有下述關係：C1×(VR+R1)»C2×R2(“»”表示遠大於)。
另外，C1×(VR+R1)為數秒程度的時間常數，C2×R2是比C1×(VR+R1)還短的時間常數。
可變電阻223的可變端經由電阻215連接在比 較器224的輸入端上。透過操作該可變電阻223，能夠調節被輸入至比較器224中的電壓並設定使比較器224啟動(ON)的電壓比。
電阻215、216是比較器224的輸入電阻，其用於將被輸入至比較器224的電流調節為適當的範圍。
比較器224將可變電阻223的輸出電壓與電阻214的輸出電壓進行比較，在可變電阻223的輸出電壓比電阻214的輸出電壓高時使輸出信號為高(H)的狀態，在除此之外的其他情況時使輸出信號為低(L)的狀態。
電阻217和電容器222構成平滑電路，對比較器224的輸出信號進行平滑化並輸出。由此，防止了電磁繼電器226的接點抖動(chattering)等的發生。
電晶體225由例如NPN型場效應電晶體構成，並且，在比較器224的輸出信號變為高(H)的狀態時，電晶體225變為接通狀態從而使得連接在集電極上的電磁繼電器226中流通電流，在比較器224的輸出信號變為低(L)的狀態時，電晶體225變為斷開狀態而將流向電磁繼電器226的電流斷開。
在電晶體225變為接通狀態時，電磁繼電器226的線圈中流通有電流而使得接點被切換從而輸出信號變為高(H)的狀態，在除此之外的其他情況下，輸出信號變為低(L)的狀態。該電磁繼電器226的輸出信號被供給至充電控制電路22。
另外，在此，對利用比較器224的輸出信號使 電磁繼電器226啟動/關閉(ON/OFF)由此輸出高(H)/低(L)的信號之例子進行了說明，但是，也可以不使用電磁繼電器226，而是將比較器224或電晶體225的輸出信號原封不動地輸出。關於在接受比較器224的輸出信號後如何控制充電電流的情況，並無特別限定。
(B)實施方式之工作之說明
接下來，對本發明實施方式之工作進行說明。另外，以下對正常時的工作和由於工業電源停電等而停止時的工作，分別進行說明。
首先，在工業電源正常工作的正常時，利用太陽能電池14進行發電所得到的直流電經由接線箱13被供給至功率調節器12。在功率調節器12中，將直流電轉換成與工業電源為相同的電壓、相同的頻率、且相同相位的交流電，並將該交流電輸出。如此輸出的交流電經由聯動斷路器11被供給至配電盤3。供給至配電盤3的交流電被分配到連接在配電盤3上的未圖示之負載(例如，家電產品等)中。
在此，當從功率調節器12供給的電力大於向負載供應的電力時，剩餘電力經由功率計2向工業電源逆潮流送入(售電)。另外，當從功率調節器12供給的電力小於向負載供應的電力時，不足電力經由功率計2從工業電源供應(購電)。
在正常時，充電設備20的電源插頭26未連接在獨立運行插座12a上，而是連接在與配電盤3連接的插座 上，並且利用來自工業電源或太陽能電池14的電力而被充電。另外，此時，充電控制電路22執行通常的充電處理，而不是後述的處理。即，充電控制電路22進行如下控制：即，在充電開始時利用大至某一程度的電流進行充電，並且，在接近滿充時將電流漸漸減少的控制。由此，能夠在短時間內確實地使蓄電池23成為滿電狀態。
接下來，對於因停電等導致來自工業電源的電力供應停止時的工作進行說明。在這種情況下，用戶對功率調節器12的未圖示之操作部進行操作，從而將功率調節器12切換為獨立運行模式。由此，能夠從功率調節器12的獨立運行插座12a中獲得最大1.5kW程度的功率。
首先，對獨立運行模式下的功率調節器12的工作進行說明。
圖3係顯示在獨立運行模式中連接在獨立運行插座12a上的負載、負載中流通的電流、對功率調節器12輸入的輸入電壓、每10W的電壓變化、以及電壓變化率的一例，另外，圖4中將圖3所示的關係以圖表形式進行顯示。
如圖3、圖4所示，當連接在獨立運行插座12a上的負載增加時，與負載的增加相對應地，被輸入到功率調節器12的直流電壓(太陽能電池14的輸出電壓)以微小的變化率逐漸減少。而且，當負載從最大功率點附近起(在圖3、圖4的例子中為850W附近)急劇變化並超過在圖4中以“×”標記所示的功率時，功率調節器12停機 (shutdown)，從而停止對負載供應電力。
當陷入這種狀況時，多數情況下需要由用戶以手動方式將功率調節器12重新啟動。因此，在將先前的充電設備連接在獨立運行插座12a上進行充電的情況下，存在下述情況：即，當例如在充電過程中由於雲彩的影響等導致太陽能電池14的發電量減少並低於充電設備的耗散功率時，功率調節器12發生停機且在人們未發覺的情況下一直保持停機狀態而不會恢復，從而處於一直無法充電的狀態這一情況。
在本實施方式中，為了解決上述不良情況，執行如下的工作。
即，在獨立運行模式下，當為了對蓄電池23進行充電而將充電設備20的電源插頭26連接到獨立運行插座12a上時，充電控制電路22將從AC-DC變換器24供給至蓄電池23的充電電流從零A的狀態僅增加一定量(例如，相當於10W的電流)。
而且，此時，參照△V判定電路21的輸出信號，在被輸入至功率調節器12中的、負載增加前後之電壓的減少率(用電壓減少量除以電壓所得的值)小於規定閾值時，繼續進行相同的工作，另外，在減少率為規定閾值以上(例如1%以上)時，將充電電流設定為零、或使充電電流減少規定量(例如幾十W)。例如，在將負載增加了10W的情況下，當電壓從270V減少到265V時，其電壓減少率為1.85%(=(270-265)/270)，由於是1%以上，因此將充 電電流設定為零、或將充電電流減少50W。
更詳細而言，如圖5(A)中所示，當在時刻T0開始充電時，透過充電控制電路22的控制，充電電流隨著時間的經過而逐漸增加。當充電電流增加時，在圖4中呈負載逐漸增加的狀態，因此直流輸入電壓(太陽能電池14的輸出電壓)逐漸減少。而且，當負載增大並超過最大發電功率點附近(I-V曲線(參照圖4)的上端凸角附近)時(在圖4中為超過850W時)，增大負載時的電壓的減少率急劇變大。
△V判定電路21利用兩個不同的時間常數(即，C1×(VR+R1)和C2×R2)對電壓的減少率進行檢測，在該減少率為規定閾值(例如1%)以上時，比較器224的輸出信號變為高(H)的狀態，由此電磁繼電器226的接點的狀態發生變化，從而△V判定電路21的輸出信號如圖5(B)中所示在時刻T1時變為高(H)的狀態。其結果是，由於充電控制電路22使充電電流減少規定量(例如，與幾十W對應的電流)，因此如圖5(A)所示充電電流減少了規定量。因此，由於在到達圖4中所示的“×”標記之前充電電流呈減少狀態(負載被減少)，因而能夠防止功率調節器12發生停機的情況。另一方面，當電壓的減少率小於規定閾值時，充電電流被逐漸增加。
另外，如圖5(A)的例子所示，在時刻T1充電電流減少之後，再次使充電電流增加，並且，如圖5(B)所示在時刻T2時，△V判定電路21的輸出信號變為高(H) 的狀態，且充電電流被減少規定量。此時，相較之時刻T1充電電流的到達水平進一步增加的情況，是增加了太陽能電池14的發電量時的例子。
另外，在時刻T3中表示與時刻T2時的發電量幾乎無變化的例子，且充電電流的到達水平與時刻T2時大致相同。時刻T3之後是發電量進一步增加的情況，由於不會從△V判定電路21產生高的脈衝，因此可以到達至最大充電電流。
接下來，參照圖6，對在圖1所示的充電控制電路22中執行的處理流程進行說明。當開始圖6所示流程圖的處理時，便執行以下的步驟。
在步驟S1中，將△V判定電路21的輸出信號輸入至充電控制電路22。具體而言，△V判定電路21輸入太陽能電池14的輸出電壓，並利用兩個不同的時間常數(C1×(VR+R1)和C2×R2)對輸出電壓的隨時間的變化進行檢測。
此時，由於C1×(VR+R1)»C2×R2，另外C1×(VR+R1)是數秒程度的時間常數、且C2×R2是比C1×(VR+R1)還短的時間常數，因此，例如從可變電阻223輸出與充電電流變化前的太陽能電池14的輸出電壓對應之電壓，另一方面，從電阻214輸出與充電電流變化後的太陽能電池14的輸出電壓對應之電壓。
比較器224將上述電壓進行比較，在變化後之電壓的減少率為規定閾值以上時使輸出信號變為高(H)的 狀態，在除此之外的其他情況時使輸出信號變為低(L)狀態。
其結果是，當比較器224的輸出信號變為高(H)的狀態時，電磁繼電器226被驅動，△V判定電路21的輸出信號變為高(H)的狀態，在除此之外的其他情況時△V判定電路21的輸出信號變為低(L)的狀態。充電控制電路22輸入△V判定電路21的輸出信號。
在步驟S2中，充電控制電路22判斷△V判定電路21的輸出信號是否為高(H)，當為高(H)時(步驟S2：“是”)進入步驟S4，在除此之外的其他情況時(步驟S2：“否”)進入步驟S3。例如，在圖5中，在T1、T2、T3的時刻，由於△V判定電路21的輸出信號為高(H)的狀態，因此判斷為“是”並進入步驟S4，在除此之外的其他情況時進入步驟S3。
在步驟S3中，充電控制電路22使向蓄電池23供應的充電電流增加規定量。例如，充電控制電路22使向蓄電池23供應的充電電流增加10W。然後，進入步驟S5。
在步驟S4中，充電控制電路22使向蓄電池23供應的充電電流減少規定量。例如，充電控制電路22使向蓄電池23供應的充電電流減少幾十W，或者，使充電電流變為零。然後，進入步驟S5。
由此，如圖5(A)中的時刻T1、T2、T3所示，充電電流被減少一定量。另外，此時的充電電流的減少量設定為大於步驟S3中的增加量(例如，如上述設定為10W 和幾十W)。
在步驟S5中，充電控制電路22判斷是否結束處理，當判斷為不結束處理時(步驟S5：“否”)返回步驟S1，並重複與上述情況相同的處理，在除此之外的其他情況(步驟S5：“是”)時結束處理。
另外，作為是否結束處理的判斷方法，例如有下述方法：即，當蓄電池23的電壓變為由蓄電池23的種類所決定的某一電壓值時便結束處理的方法。另外，在充電結束後，也可以進入下述充電模式：即，僅對由於包含自然放電在內的放電而損失的部分一點一點進行充電之模式(一般稱為“涓流充電”)。
根據以上的處理，使向蓄電池23供應的充電電流逐漸地增加，並且，在太陽能電池14的電壓的減少率為規定閾值以上時使充電電流減少規定量(例如，在功率調節器12進行獨立運行時，使負載功率不大於從太陽能電池供應的功率)，因此，能夠防止獨立運行中的功率調節器12被停機。
由此，能夠防止功率調節器12在不知不覺中被停機而導致充電停止的情況。另外，能夠省略用戶重新啟動功率調節器12的工夫和時間。進而，即使在太陽能電池14的發電功率小於充電設備20所需要的輸入功率(例如，額定輸入功率)的情況下，也能夠對蓄電池23進行充電。
(C)變形實施方式之說明
以上的實施方式為一個例子，毋庸置疑本發明 並不僅限於上述的情況。例如，在以上的實施方式中，以作為發電電源使用了太陽能電池14的情況為例進行了說明，但是，除此之外例如也能夠利用風力發電或水利發電。
另外，在以上的實施方式中，作為△V判定電路21，使用了不同的時間常數的電路和比較器224，但是，這種結構只是一個例子，也能夠使用該結構以外的其他結構。例如，也可以將太陽能電池14的輸出電壓進行A/D轉換(模-數轉換)而轉換為數位信號，然後，利用DSP(Digital Signal Processor：數位信號處理器)或CPU(Central Processing Unit：中央處理器)並根據轉換後的數位數據來實現相同的處理。
另外，在以上的實施方式中，如圖5所示，在△V判定電路21的輸出信號變為高(H)的狀態時，使充電電流始終減少一定量，但是也可以根據情況而使減少量變化。
例如，在△V判定電路21的輸出信號變為高(H)狀態的時間點上的充電電流隨時間增加之情況下(例如，如圖5所示，時刻T1、T2、T3時的充電電流增加的情況下)、或充電電流隨時間呈大致固定的情況下，太陽能電池14的輸出電壓呈增加狀態或固定狀態，因此，在這樣的情況下，將充電電流的減少量設定為較少的量來減少功率的損失。
另一方面，在△V判定電路21的輸出信號變為高(H)狀態的時間點上的充電電流隨時間減少之情況下， 太陽能電池14的輸出電壓呈減少的狀態，因此，在這樣的情況下，以不使功率調節器12停機為最優先，從而能夠將充電電流的減少量設定為較多的量。
另外，在以上的實施方式中，根據充電電流增加時的電壓減少率的大小來進行控制，但是，也可以是例如根據電壓的減少量來進行控制，而不是根據電壓的減少率來進行控制。另外，也可以是根據電流的減少率或減少量來進行判斷，或者，根據功率的減少率或減少量來進行判斷，而不是根據電壓的減少率或減少量來進行判斷。
1‧‧‧工業電源系統
2‧‧‧功率計
3‧‧‧配電盤
10‧‧‧太陽能發電設備
11‧‧‧聯動斷路器
12‧‧‧功率調節器
12a‧‧‧獨立運行插座
13‧‧‧接線箱
14‧‧‧太陽能電池
20‧‧‧充電設備
21‧‧‧△V判定電路(檢測部)
22‧‧‧充電控制電路(增減部、控制部)
23‧‧‧蓄電池
24‧‧‧AC-DC變換器
25‧‧‧DC-AC變換器
26‧‧‧電源插頭

Claims (4)

  1. 一種充電設備，其能夠利用從具有獨立運行功能之功率調節器的獨立運行插座供應的電力對蓄電池進行充電，所述充電設備的特徵在於，具備：增減部，其對向所述蓄電池供應的充電電流進行增減，檢測部，其對從發電電源供給至所述功率調節器的電壓或電流隨時間的變化進行檢測，以及，控制部，該控制部進行如下控制：利用所述增減部使所述充電電流隨著時間的經過而增加，並且，在利用所述檢測部檢測出的所述電壓或電流隨時間的減少量小於規定閾值時，繼續利用所述增減部使所述充電電流增加，在所述電壓或電流隨時間的減少量為規定閾值以上時，利用所述增減部使所述充電電流減少規定量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之充電設備，其中，所述發電電源為太陽能電池，所述控制部對從所述太陽能電池經由所述功率調節器被供給所述蓄電池的充電電流進行控制。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之充電設備，其中，在用所述電壓或電流隨時間的減少量除以電壓值或電流值後所得的減少率小於規定閾值時，所述控制部繼續利用所述增減部使所述充電電流增加，在所述減少率為規定閾值以上時，所述控制部利用所述增減部使所述充電電流減少規定量。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中任意一項所述之充電設備，其中，所述檢測部經由具有兩個不同時間常數的電路將來自所述發電電源的電壓或電流輸入，並將兩個所述電路的輸出進行比較，由此對所述電壓或電流隨時間的減少量或隨時間的減少率進行檢測。
TW102124122A 2012-07-25 2013-07-05 Charging equipment TWI497866B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012165254A JP5162043B1 (ja) 2012-07-25 2012-07-25 充電装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201406003A true TW201406003A (zh) 2014-02-01
TWI497866B TWI497866B (zh) 2015-08-21

Family

ID=48013609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102124122A TWI497866B (zh) 2012-07-25 2013-07-05 Charging equipment

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20140111137A1 (zh)
JP (1) JP5162043B1 (zh)
KR (1) KR101531625B1 (zh)
CN (1) CN103733465B (zh)
DE (1) DE112013000137T5 (zh)
TW (1) TWI497866B (zh)
WO (1) WO2014017141A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015089320A (ja) * 2013-11-01 2015-05-07 ソニー株式会社 蓄電システムおよびその制御方法
JP2016144315A (ja) * 2015-02-02 2016-08-08 株式会社ケイアンドエム 充電装置
US9397504B1 (en) * 2015-04-22 2016-07-19 Solarcity Corporation Hybrid inverter power control system for PV string, battery, grid and back-up loads
DE102015222210A1 (de) * 2015-11-11 2017-05-11 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren, Prognoseeinrichtung und Steuereinrichtung zum Steuern eines Stromnetzes mit einer Photovoltaikanlage
US11139654B2 (en) * 2016-02-10 2021-10-05 Eguana Technologies Output control and compensation for AC coupled systems
US20190097446A1 (en) * 2016-03-23 2019-03-28 Nec Corporation Apparatus and method for controlling charge and discharge, and program
JP6598716B2 (ja) * 2016-03-28 2019-10-30 京セラ株式会社 蓄電装置及びパワーコンディショナ
US11316471B2 (en) 2016-11-08 2022-04-26 Tesla, Inc. Manual transfer switch for onsite energy generation and storage systems
CN108155638B (zh) * 2016-12-05 2023-12-05 珠海格力电器股份有限公司 直流微电网的控制设备及控制方法、直流微电网系统
JP6925873B2 (ja) * 2017-06-01 2021-08-25 東芝テック株式会社 非接触受電装置及び非接触受電方法
JP7080644B2 (ja) * 2018-01-10 2022-06-06 山洋電気株式会社 充電制御装置及び充電制御方法
AU2018409334B2 (en) * 2018-02-19 2022-03-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Control apparatus for power supply system, control method for power supply system, and power supply system
US20220285976A1 (en) * 2021-03-04 2022-09-08 Vertiv Corporation System and method for using a ups to dynamically control the amount of ac power received from a utility power source
CN114039396B (zh) * 2021-11-30 2022-12-13 国网甘肃省电力公司金昌供电公司 一种能够保护电池的电子通讯设备充电防护装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0819193A (ja) * 1994-06-28 1996-01-19 Nissin Electric Co Ltd 家庭用簡易型太陽光発電システム
JP2002354677A (ja) * 2001-05-28 2002-12-06 Japan Storage Battery Co Ltd 太陽光発電用パワーコンディショナ
EP1821386A2 (en) * 2006-02-17 2007-08-22 Power Systems Co., Ltd. Charging apparatus for capacitor storage type power source and discharging apparatus for capacitor storage type power source
JP2008154334A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd パワーコンディショナ
US7782018B2 (en) * 2007-09-10 2010-08-24 Maxim Integrated Products, Inc. Adaptive current limiting for any power source with output equivalent series resistance
JP5511350B2 (ja) * 2009-12-14 2014-06-04 三菱電機株式会社 系統連系パワーコンディショナ
CN102263422B (zh) * 2010-05-31 2013-12-18 比亚迪股份有限公司 一种太阳能充电器及充电方法
US20110142634A1 (en) * 2010-06-23 2011-06-16 Detlef Menke Overspeed protection system and method
US9166434B2 (en) * 2012-06-29 2015-10-20 Intel Corporation Universal charger

Also Published As

Publication number Publication date
CN103733465A (zh) 2014-04-16
JP2014027757A (ja) 2014-02-06
WO2014017141A1 (ja) 2014-01-30
KR101531625B1 (ko) 2015-06-25
US20140111137A1 (en) 2014-04-24
TWI497866B (zh) 2015-08-21
CN103733465B (zh) 2016-03-09
JP5162043B1 (ja) 2013-03-13
DE112013000137T5 (de) 2014-07-24
KR20140034848A (ko) 2014-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI497866B (zh) Charging equipment
US8587251B2 (en) Switching circuit, control apparatus, and power generation system
EP3087655B1 (en) Power supply system
US20140361624A1 (en) Apparatus and methods for control of load power quality in uninterruptible power systems
CN105075054B (zh) 电力转换装置、控制系统和控制方法
US20150022004A1 (en) Control device and power distribution system
JP5526043B2 (ja) 直流給電システム
EP2824790A1 (en) Control device, conversion device, control method, and electricity distribution system
JP2013042627A (ja) 直流電源制御装置および直流電源制御方法
JP2024009124A (ja) 電力制御装置、蓄電池システム、蓄電池の充電電力制御方法及びプログラム
TW201351846A (zh) 在低電壓事件期間用於供電給儀器的系統、方法與設備
JP2013143895A (ja) 充放電制御装置、蓄電システム、電力供給システム、および、充放電制御方法
AU2019300646A1 (en) Power conversion system, method for controlling converter circuit, and program
JP2015198555A (ja) 電力制御方法、電力制御装置、及び電力制御システム
WO2012049955A1 (ja) 電力管理システム
US20210288504A1 (en) Power conversion system, method for controlling converter circuit, and program
KR101587488B1 (ko) 계통 연계형 시스템에서의 고효율 배터리 충방전 시스템 및 방법
US20230327473A1 (en) Power conversion system
US10886744B2 (en) Power conversion system, power supply system and power conversion device
JP6076381B2 (ja) 電力供給システム
JP2014230366A (ja) 発電装置
JP2015213409A (ja) 負荷平準化装置
WO2012049973A1 (ja) 電力管理システム
JP6101523B2 (ja) 電力供給システム
JP5497216B1 (ja) 配電システムの制御方法及び情報処理装置