WO2014010176A1 - 蓄電池システム及びその制御方法 - Google Patents

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員史 西川
浩二 松村
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a storage battery system that controls the charge amount and discharge amount of each of a plurality of power storage units that are electrically connected in parallel to a common DC (Direct Current) bus, and a control method therefor.
  • DC Direct Current
  • the storage battery system is provided with a plurality of strings electrically connected in parallel to a common DC bus.
  • a plurality of strings for example, surplus power supplied from a solar battery is charged via the DC bus.
  • the electric power charged in each of the plurality of strings is supplied to, for example, an electric device installed in a general home, an office building, a factory, or the like via a DC bus.
  • Each of the plurality of strings has a DC / DC converter and a plurality of battery packs (storage batteries) electrically connected in series.
  • the DC / DC converter is provided with a voltage sensor that detects a voltage value at a connection point between the DC / DC converter and the DC bus.
  • the DC / DC converter controls the amount of charge and the amount of discharge in each of the plurality of battery packs based on the voltage value detected by the voltage sensor.
  • the conventional storage battery system described above has the following problems. For example, when the voltage sensor fails or when the detection error of the voltage sensor becomes relatively large due to aging deterioration of the voltage sensor, etc., the charge amount and The amount of discharge cannot be properly controlled.
  • the present invention provides a storage battery system capable of appropriately controlling the charge amount and discharge amount of each of a plurality of power storage units electrically connected in parallel to a common DC bus, and a control method therefor. .
  • a storage battery system is electrically connected to a common DC (Direct Current) bus in parallel, each of which includes a plurality of power storage units each including at least one storage battery. And a plurality of voltage conversion units that are provided between each of the plurality of power storage units and the DC bus, and that control a charge amount and a discharge amount of the power storage units, and each of the plurality of voltage conversion units Is a voltage sensor that detects a voltage value at a connection point between the DC bus and the voltage conversion unit, a communication unit that communicates with a voltage conversion unit other than the voltage conversion unit, and the communication unit.
  • DC Direct Current
  • An acquisition unit that acquires a voltage value detected by the voltage sensor of another voltage conversion unit, a statistical value of the voltage value acquired by the acquisition unit, and an electric current detected by the voltage sensor of the voltage conversion unit.
  • the difference value from the value is equal to or greater than a predetermined threshold
  • the voltage value detected by the voltage sensor of the voltage conversion unit is changed, and the voltage is changed so that the changed voltage value approaches a predetermined target value.
  • a control unit that controls a charge amount and a discharge amount of the power storage unit connected to the conversion unit.
  • the voltage value detected by the voltage sensor is changed. For example, even when the voltage sensor fails or the detection error of the voltage sensor becomes relatively large, each of the plurality of power storage units electrically connected in parallel to the common DC bus The amount of charge and the amount of discharge can be controlled appropriately.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a storage battery system according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the DC / DC converter of FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a flow of a control method of the storage battery system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the storage battery system according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing a part of the flow of the control method of the storage battery system according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the storage battery system according to Embodiment 3.
  • FIG. 7 is a block diagram showing functional configurations of the host controller and the DC / DC converter of FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a flow of a control method of the storage battery system according to the third embodiment.
  • the detection error of the voltage sensor of a specific DC / DC converter may be relatively large due to, for example, aging degradation of the voltage sensor.
  • the battery life of the string may be reduced due to concentration of charging or discharging in the string corresponding to the specific DC / DC converter.
  • the discharge is performed in each of the plurality of strings, the discharge is performed in order from a string having a relatively low voltage value detected by the voltage sensor. Therefore, when the detection error of the voltage sensor of a specific DC / DC converter becomes relatively large in the minus direction, discharge is concentrated in the string corresponding to the specific DC / DC converter. Similarly, when charging is performed in each of the plurality of strings, the charging is concentrated in a specific string.
  • a storage battery system is electrically connected in parallel to a common DC (Direct Current) bus, and each of the storage battery systems includes at least one storage battery.
  • a plurality of voltage conversion units provided between the power storage unit and each of the plurality of power storage units and the DC bus, and controlling a charge amount and a discharge amount of the power storage unit, the plurality of voltage conversion units Each includes a voltage sensor that detects a voltage value at a connection point between the DC bus and the voltage converter, a communication unit that communicates with a voltage converter other than the voltage converter, and the communication unit.
  • An acquisition unit that acquires a voltage value detected by the voltage sensor of the other voltage conversion unit, a statistical value of the voltage value acquired by the acquisition unit, and a voltage value detected by the voltage sensor of the voltage conversion unit.
  • the difference value from the voltage value is equal to or greater than a predetermined threshold
  • the voltage value detected by the voltage sensor of the voltage conversion unit is changed, so that the changed voltage value approaches a predetermined target value.
  • a control unit that controls a charge amount and a discharge amount of the power storage unit connected to the voltage conversion unit.
  • the voltage sensor when the difference value between the statistical value of the voltage value and the detected voltage value is equal to or greater than the predetermined threshold value, for example, the voltage sensor has failed by changing the voltage value detected by the voltage sensor. Even when the detection error of the voltage sensor becomes relatively large, the charge amount and the discharge amount of each of the plurality of power storage units electrically connected in parallel to the common DC bus are appropriately set. Can be controlled.
  • the control unit of each of the plurality of voltage conversion units includes the voltage sensor of the voltage conversion unit. It may be configured to determine that has failed.
  • control unit when the difference value is equal to or greater than the predetermined threshold, the control unit can determine that the voltage sensor has failed.
  • the control unit of each of the plurality of voltage conversion units determines that the voltage sensor of the voltage conversion unit has failed
  • the failed voltage sensor The voltage value detected by the failed voltage sensor may be changed by substituting the statistical value without using the voltage value detected by.
  • the charge amount and the discharge amount of each of the plurality of power storage units can be controlled quickly.
  • the control unit of each of the plurality of voltage conversion units includes the voltage sensor of the voltage conversion unit.
  • the voltage value may be corrected so as to be close to the statistical value.
  • the control unit when the difference value is equal to or greater than the predetermined threshold, the control unit can correct the voltage value detected by the voltage sensor. Thereby, each charge amount and discharge amount of the plurality of power storage units can be appropriately controlled.
  • the control unit of each of the plurality of voltage conversion units has the voltage sensor of the voltage conversion unit when the difference value is equal to or greater than a first threshold value.
  • the statistical value is substituted for the voltage value detected by the failed voltage sensor, and the difference value is smaller than the first threshold value and smaller than the first threshold value.
  • the voltage value detected by the voltage sensor of the voltage converter may be corrected so as to approach the statistical value.
  • the control unit when the difference value is equal to or greater than the first threshold, the control unit can determine that the voltage sensor has failed. Furthermore, when the difference value is greater than or equal to the second threshold, the control unit can correct the voltage value detected by the voltage sensor. Thereby, each charge amount and discharge amount of the plurality of power storage units can be more appropriately controlled.
  • a timing at which a voltage value is detected by the voltage sensor of the voltage conversion unit You may comprise so that the high-order controller which transmits the synchronization request signal which requests
  • the plurality of voltages Variations in the voltage value detected by each voltage sensor of the conversion unit can be reduced.
  • the statistical value may be an average value.
  • the statistical value can be an average value.
  • the storage battery system control method includes a plurality of power storage units that are electrically connected in parallel to a common DC bus, each including at least one storage battery, and the plurality of power storage units. And a plurality of voltage converters for controlling the amount of charge and the amount of discharge of the power storage unit, and a method for controlling a storage battery system, comprising: the DC bus and the plurality of DC buses.
  • the difference value between the acquisition step, the statistical value of the voltage value acquired in the acquisition step, and the voltage value detected in the detection step is equal to or greater than a predetermined threshold
  • the voltage value detected by the voltage sensor of the voltage conversion unit is changed, and the charge amount and the discharge amount of the power storage unit connected to the voltage conversion unit are changed so that the changed voltage value approaches a predetermined target value.
  • the voltage sensor when the difference value between the statistical value of the voltage value and the detected voltage value is equal to or greater than the predetermined threshold value, for example, the voltage sensor has failed by changing the voltage value detected by the voltage sensor. Even when the detection error of the voltage sensor becomes relatively large, the charge amount and the discharge amount of each of the plurality of power storage units electrically connected in parallel to the common DC bus are appropriately set. Can be controlled.
  • a storage battery system includes a plurality of power storage units that are electrically connected in parallel to a common DC bus, each including at least one storage battery, and each of the plurality of power storage units.
  • a voltage value at a connection point between a plurality of voltage conversion units provided between the DC bus and controlling a charge amount and a discharge amount of the power storage unit, and each of the DC buses and the plurality of voltage conversion units is detected.
  • a plurality of voltage sensors and a control unit that controls each of the plurality of voltage conversion units, the control unit, the voltage value detected by the voltage sensor corresponding to an arbitrary voltage conversion unit, and the Corresponds to an arbitrary voltage converter when a difference value from a statistical value of the voltage value detected by the voltage sensor corresponding to another voltage converter other than the arbitrary voltage converter is equal to or greater than a predetermined threshold.
  • the modified voltage value is closer to a predetermined target value, and controls each of the plurality of voltage conversion units.
  • the voltage sensor when the difference value between the statistical value of the voltage value and the detected voltage value is equal to or greater than the predetermined threshold value, for example, the voltage sensor has failed by changing the voltage value detected by the voltage sensor. Even when the detection error of the voltage sensor becomes relatively large, the charge amount and the discharge amount of each of the plurality of power storage units electrically connected in parallel to the common DC bus are appropriately set. Can be controlled. Furthermore, according to this aspect, since each of the plurality of voltage conversion units is controlled by the control unit (for example, the host controller), the charge amount and the discharge amount of each of the plurality of power storage units can be efficiently controlled. .
  • the control unit for example, the host controller
  • the storage battery system control method includes a plurality of power storage units that are electrically connected in parallel to a common DC bus, each including at least one storage battery, and the plurality of power storage units. And a plurality of voltage converters for controlling the amount of charge and the amount of discharge of the power storage unit, and a method for controlling a storage battery system, comprising: the DC bus and the plurality of DC buses.
  • the corresponding voltage conversion unit Change the voltage value detected by the pressure sensor, such that the voltage value the change approaches a predetermined target value, and a control step of controlling each of the plurality of voltage conversion units.
  • the voltage sensor when the difference value between the statistical value of the voltage value and the detected voltage value is equal to or greater than the predetermined threshold value, for example, the voltage sensor has failed by changing the voltage value detected by the voltage sensor. Even when the detection error of the voltage sensor becomes relatively large, the charge amount and the discharge amount of each of the plurality of power storage units electrically connected in parallel to the common DC bus are appropriately set. Can be controlled. Furthermore, according to this aspect, since each of the plurality of voltage conversion units is controlled by the control unit (for example, the host controller), the charge amount and the discharge amount of each of the plurality of power storage units can be efficiently controlled. .
  • the control unit for example, the host controller
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a storage battery system according to Embodiment 1.
  • the storage battery system 1 of the present embodiment includes a PV (Photovoltaic) 10, a DC / DC converter 20, a plurality of strings 30, a power conditioner 40, and a DC bus 50.
  • PV Photovoltaic
  • PV10 is, for example, a solar cell that generates power by converting solar energy into electrical energy.
  • the input side of the DC / DC converter 20 is electrically connected to the PV 10.
  • the DC power supplied from the PV 10 is output to the DC / DC converter 20.
  • the DC / DC converter 20 converts the voltage of the DC power supplied from the PV 10 into a predetermined voltage.
  • a DC bus 50 is electrically connected to the output side of the DC / DC converter 20. The DC power supplied from the DC / DC converter 20 is output to the DC bus 50.
  • a plurality of (for example, several to a dozen) strings 30 are electrically connected to the DC bus 50 in parallel.
  • Each of the plurality of strings 30 has a charging function and a discharging function.
  • Each of the plurality of strings 30 performs charging and discharging so that a voltage value at a connection point between the DC bus 50 and the string 30 approaches a predetermined target value (for example, 500 V).
  • a predetermined target value for example, 500 V.
  • surplus power supplied from the PV 10 is supplied to each of the plurality of strings 30 via the DC bus 50.
  • electric power is supplied from each of the plurality of strings 30 to a load (described later) through the DC bus 50.
  • the configuration of each of the plurality of strings 30 will be described later.
  • the power conditioner 40 converts the DC power supplied from the DC bus 50 into AC power.
  • a load such as an electric device is electrically connected to the output side of the power conditioner 40.
  • the AC power supplied from the power conditioner 40 is output to the load.
  • the output side of the power conditioner 40 is linked to the commercial power system.
  • the DC bus 50 is a power line that electrically connects the DC / DC converter 20 and the power conditioner 40 to each other and electrically connects the plurality of strings 30 in parallel.
  • Each of the plurality of strings 30 includes a DC / DC converter 31 (which constitutes a voltage conversion unit) and a power storage unit 32 that are electrically connected in series to the DC bus 50.
  • the power storage unit 32 includes, for example, a plurality of (for example, several to a dozen) battery packs 321 electrically connected in series.
  • Each of the plurality of battery packs 321 is a storage battery having a charging function and a discharging function. Note that the number of the plurality of battery packs 321 in the power storage unit 32 may be different for each string 30.
  • power storage unit 32 includes a plurality of battery packs 321, but may include one battery pack 321.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the DC / DC converter 31 of FIG.
  • each of the plurality of DC / DC converters 31 includes a voltage sensor 311, a first acquisition unit 312, a second acquisition unit 313 (which constitutes an acquisition unit), a communication unit 314, and a control unit 315. have.
  • the voltage sensor 311 is a voltage sensor that detects a voltage value at a connection point between the DC / DC converter 31 and the DC bus 50.
  • the first acquisition unit 312 acquires the voltage value detected by the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31.
  • the communication unit 314 exchanges data and the like between the DC / DC converter 31 and each of the plurality of other DC / DC converters 31. Specifically, the communication unit 314 uses the voltage value acquired by the first acquisition unit 312 of the DC / DC converter 31 to each of the plurality of DC / DC converters 31 other than the DC / DC converter 31. And the voltage value acquired by the first acquisition unit 312 of each of the plurality of other DC / DC converters 31 is received. Note that the communication units 314 of the plurality of DC / DC converters 31 are connected to each other via, for example, a CAN (Controller Area Network) 60 so as to be communicable with each other.
  • CAN Controller Area Network
  • the second acquisition unit 313 is acquired by the first acquisition unit 312 of each of the plurality of DC / DC converters 31 other than the DC / DC converter 31, that is, the voltage value received by the communication unit 314. Get the voltage value.
  • the control unit 315 includes a calculation unit 316, a determination / correction unit 317, and a voltage adjustment unit 318.
  • the calculation unit 316 uses the voltage sensors 311 of all the DC / DC converters 31 including the DC / DC converter 31 based on the voltage values acquired by the first acquisition unit 312 and the second acquisition unit 313. An average value of the detected voltage values is calculated as a statistical value.
  • the calculation unit 316 is detected by each voltage sensor 311 of the plurality of DC / DC converters 31 other than the DC / DC converter 31 based on the voltage value acquired by the second acquisition unit 313. An average value of voltage values can also be calculated as a statistical value.
  • the determination / correction unit 317 includes a failure determination function that determines that the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31 has failed, and a correction function that corrects the voltage value detected by the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31. And having.
  • the determination / correction unit 317 is a difference value between the average value (Vave) of the voltage values calculated by the calculation unit 316 and the voltage value (Vs) acquired by the first acquisition unit 312 of the DC / DC converter 31. Is calculated. Thereafter, the determination / correction unit 317 compares the calculated difference value with a first threshold value (which constitutes a predetermined threshold value) (for example, 5 V), and when the calculated difference value is equal to or greater than the first threshold value. Determines that the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31 has failed.
  • a first threshold value which constitutes a predetermined threshold value
  • the determination / correction unit 317 compares the difference value calculated as described above with a first threshold value and a second threshold value (constituting a predetermined threshold value) (for example, 3V). As a result, when the calculated difference value is greater than or equal to the second threshold value and less than the first threshold value, the determination / correction unit 317 determines the voltage value (Vs) detected by the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31. ) Is weighted to correct the voltage value (Vs) so as to approach the average value (Vave). That is, the determination / correction unit 317 changes the voltage value detected by the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31.
  • a predetermined threshold value for example, 3V
  • the determination / correction unit 317 corrects the detected voltage value (Vs) so as to approach the average value (Vave) by adjusting the gain k and the offset ⁇ in the following expression 1, for example. To do.
  • the second threshold is a threshold smaller than the first threshold.
  • the voltage adjustment unit 318 Based on the voltage value acquired by the first acquisition unit 312 of the DC / DC converter 31, the voltage adjustment unit 318 includes the charge amount of each of the battery packs 321 connected to the DC / DC converter 31 and Control the amount of discharge. Thereby, the voltage adjusting unit 318 adjusts the voltage value at the connection point between the DC / DC converter 31 and the DC bus 50 so as to approach the predetermined target value.
  • the voltage value in the DC bus 50 is lower than the predetermined target value. Therefore, when the voltage value acquired by the first acquisition unit 312 of the DC / DC converter 31 is lower than the predetermined target value, the voltage adjustment unit 318 discharges each of the battery packs 321. By controlling the amount, the voltage value at the connection point between the DC / DC converter 31 and the DC bus 50 is increased so as to approach the predetermined target value. On the other hand, when the electric power Pa is smaller than the electric power Pb, the voltage value in the DC bus 50 increases from the predetermined target value.
  • the voltage adjustment unit 318 charges each of the battery packs 321. By controlling the amount, the voltage value at the connection point between the DC / DC converter 31 and the DC bus 50 is lowered so as to approach the predetermined target value.
  • the voltage adjustment unit 318 does not use the voltage value (Vs) detected by the failed voltage sensor 311.
  • the voltage adjusting unit 318 controls the discharge amount of each of the plurality of battery packs 321 and substitutes the average value (Vave).
  • the charge amount of each of the plurality of battery packs 321 is controlled.
  • the voltage adjustment unit 318 indicates that the voltage value (Vs ′) corrected by the determination / correction unit 317 is the predetermined value.
  • the charge amount and the discharge amount of each of the plurality of battery packs 321 connected to the DC / DC converter 31 are controlled so as to approach the target value. That is, when the corrected voltage value (Vs ′) is lower than the predetermined target value, the voltage adjustment unit 318 controls the discharge amount of each of the plurality of battery packs 321 to correct the corrected voltage value.
  • (Vs ′) rises above the predetermined target value, the charge amount of each of the plurality of battery packs 321 is controlled.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a flow of a control method of the storage battery system according to the first embodiment.
  • each voltage sensor 311 of the plurality of DC / DC converters 31 detects a voltage value at a connection point between the DC / DC converter 31 and the DC bus 50 ( Detection step) (S12). Thereafter, the first acquisition unit 312 of each of the plurality of DC / DC converters 31 acquires the voltage value detected by the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31.
  • the second acquisition unit 313 of each of the plurality of DC / DC converters 31 is acquired by the first acquisition unit 312 of each of the plurality of DC / DC converters 31 other than the DC / DC converter 31.
  • a voltage value is acquired (acquisition step) (S13).
  • the calculation units 316 of the plurality of DC / DC converters 31 each of all the DC / DC converters 31 based on the voltage values acquired by the first acquisition unit 312 and the second acquisition unit 313.
  • An average value of the voltage values detected by the voltage sensor 311 is calculated (S14).
  • the determination / correction unit 317 calculates a difference value between the calculated average value and the voltage value acquired by the first acquisition unit 312 of the DC / DC converter 31.
  • the voltage adjustment unit 318 is based on the voltage value acquired by the first acquisition unit 312 of the DC / DC converter 31. Then, the charge amount and the discharge amount of each of the plurality of battery packs 321 connected to the DC / DC converter 31 are controlled (control step) (S20). Thereby, the voltage adjusting unit 318 adjusts the voltage value at the connection point between the DC / DC converter 31 and the DC bus 50 so as to approach the predetermined target value.
  • the determination / correction unit 317 determines that the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31 has failed (S16). Thereafter, the voltage adjustment unit 318 substitutes the average value calculated by the calculation unit 316 as the voltage value detected by the failed voltage sensor 311 (S17). Thus, the voltage adjustment unit 318 urgently controls the charge amount and discharge amount of each of the plurality of battery packs 321 connected to the DC / DC converter 31 based on the substituted average value (control step). (S20).
  • the determination / correction unit 317 is detected by the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31.
  • the corrected voltage value is corrected so as to approach the average value (S19). Accordingly, the voltage adjustment unit 318 controls the charge amount and the discharge amount of each of the plurality of battery packs 321 connected to the DC / DC converter 31 based on the corrected voltage value (control step) (S20). ).
  • each process of S12 to S20 described above is repeatedly executed every time a fixed period elapses.
  • the voltage value detected by the failed voltage sensor 311 is set so as not to be received by each communication unit 314 of the other plurality of DC / DC converters 31.
  • each calculation unit 316 of the other plurality of DC / DC converters 31 does not use the voltage value detected by the failed voltage sensor 311 when calculating the average value. Can be increased.
  • the voltage value detected by the failed voltage sensor 311 can be set so as to be received by each of the communication units 314 of the other plurality of DC / DC converters 31.
  • the storage battery system 1 and the control method thereof according to the present embodiment provide the following effects.
  • the voltage value detected by the voltage sensor 311 based on the difference value between the average value of the voltage values and the detected voltage value, for example, when the voltage sensor 311 fails or the detection error of the voltage sensor 311 Even when the battery becomes relatively large, the charge amount and discharge amount of each of the plurality of battery packs 321 can be appropriately controlled.
  • the cycle (control cycle) in which the voltage adjusting unit 318 controls the charge amount and the discharge amount of each of the plurality of battery packs 321 may be configured as follows, for example.
  • the first acquisition unit 312 and the second acquisition unit 313 each have a first period.
  • the voltage value is acquired (for example, 1 ms).
  • the voltage adjustment unit 318 controls the charge amount and the discharge amount of each of the battery packs 321 connected to the DC / DC converter 31 in the first cycle.
  • the calculation unit 316 updates the statistical value in a second period (for example, 1 second) longer than the first period.
  • the voltage adjustment unit 318 controls the charge amount and the discharge amount of each of the plurality of battery packs 321 connected to the DC / DC converter 31 in the second period.
  • the control cycle of the voltage adjusting unit 318 is longer than the control cycle when the voltage sensor 311 is operating normally, but the charge amount and discharge amount of each of the plurality of battery packs 321 are controlled abruptly. It is possible to do.
  • the control unit 315 notifies the above information to a display unit such as a liquid crystal panel installed in the storage battery system 1.
  • a display unit such as a liquid crystal panel installed in the storage battery system 1.
  • information indicating which DC / DC converter 31 voltage sensor 311 out of the plurality of DC / DC converters 31 has failed is displayed on the display unit.
  • the control unit 315 notifies the monitoring system managed by the storage battery system 1 manufacturer or maintenance company of the above information. Good. Thereby, the manufacturer or the maintenance contractor can recognize that the voltage sensor 311 has failed.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the storage battery system according to the second embodiment.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the storage battery system 1 ⁇ / b> A of the present embodiment further includes a host controller 70 configured with, for example, a BMU (Battery Management Unit).
  • the host controller 70 broadcasts a synchronization request signal to each voltage sensor 311 of the plurality of DC / DC converters 31.
  • the synchronization request signal is sent from the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31 at a timing when the voltage value is detected, and from each of the voltage sensors 311 of the plurality of DC / DC converters 31 other than the DC / DC converter 31 This is a signal for requesting synchronization with the timing at which the voltage value is detected.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing a part of the flow of the control method of the storage battery system according to the second embodiment.
  • the host controller 70 broadcasts a synchronization request signal to each voltage sensor 311 of the plurality of DC / DC converters 31 (S32).
  • Each voltage sensor 311 of the plurality of DC / DC converters 31 receives this synchronization request signal, and detects a voltage value at a synchronized timing (S33). Thereafter, in each of the plurality of DC / DC converters 31, the same processing as in the first embodiment is performed.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the storage battery system according to Embodiment 3.
  • FIG. 7 is a block diagram showing functional configurations of the host controller and the DC / DC converter of FIG.
  • the storage battery system 1B of the present embodiment includes a host controller 70B for controlling each of the plurality of DC / DC converters 31B.
  • the host controller 70 ⁇ / b> B includes, for example, a BMU and includes a communication unit 701, a third acquisition unit 702, and a control unit 703.
  • the communication unit 701 exchanges data and the like between the host controller 70B and each of the plurality of DC / DC converters 31B. Specifically, the communication unit 701 receives the voltage value acquired by the first acquisition unit 312 of each of the plurality of DC / DC converters 31B and at the same time the communication unit 314 of each of the plurality of DC / DC converters 31B. A voltage control signal (to be described later) is transmitted.
  • the third acquisition unit 702 acquires the voltage value received by the communication unit 701, that is, the voltage value acquired by the first acquisition unit 312 of each of the plurality of DC / DC converters 31B.
  • the control unit 703 includes a calculation unit 704, a determination / correction unit 705, and a voltage control unit 706.
  • the calculation unit 704 Based on the voltage value acquired by the third acquisition unit 702, the calculation unit 704 detects the voltage detected by each voltage sensor 311 of the plurality of DC / DC converters 31B other than the arbitrary DC / DC converter 31B. The average value is calculated as a statistical value. Note that the calculation unit 704 can also calculate an average value of the voltage values detected by the voltage sensors 311 of all the DC / DC converters 31B as a statistical value.
  • the determination / correction unit 705 corrects the failure determination function for determining that the voltage sensor 311 of the arbitrary DC / DC converter 31B has failed and the voltage value detected by the voltage sensor 311 of the arbitrary DC / DC converter 31B. And a correction function. Since these failure determination function and correction function are the same as the failure determination function and correction function of the determination / correction unit 317 of the first embodiment, description thereof will be omitted.
  • the voltage control unit 706 controls each of the plurality of DC / DC converters 31B by transmitting a voltage control signal to each of the plurality of DC / DC converters 31B via the communication unit 701.
  • This voltage control signal is a signal for instructing each of the plurality of DC / DC converters 31B to control the charge amount or discharge amount of each of the plurality of battery packs 321 based on what voltage value. It is.
  • each of the plurality of strings 30B includes a DC / DC converter 31B.
  • each of the plurality of DC / DC converters 31B includes a voltage sensor 311, a first acquisition unit 312, a communication unit 314B, and a voltage adjustment unit 318B. Since the voltage sensor 311 and the first acquisition unit 312 are configured in the same manner as the voltage sensor 311 and the first acquisition unit 312 of the first embodiment, description thereof will be omitted.
  • the communication unit 314B transmits the voltage value acquired by the first acquisition unit 312 of the DC / DC converter 31B to the upper controller 70B and receives a voltage control signal from the upper controller 70B.
  • the voltage adjusting unit 318B adjusts the voltage value at the connection point between the DC / DC converter 31B and the DC bus 50 to approach a predetermined target value based on the voltage control signal received by the communication unit 314B.
  • Each of the plurality of DC / DC converters 31B does not have the second acquisition unit 313, the calculation unit 316, and the determination / correction unit 317 described in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a flow of a control method of the storage battery system according to the third embodiment.
  • each voltage sensor 311 of the plurality of DC / DC converters 31B detects a voltage value at a connection point between the DC / DC converter 31B and the DC bus 50 ( Detection step) (S32). Thereafter, the first acquisition unit 312 of each of the plurality of DC / DC converters 31B acquires the voltage value detected by the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31B. The voltage value acquired by the first acquisition unit 312 is transmitted to the host controller 70B via the communication unit 314B (S33).
  • the third acquisition unit 702 of the host controller 70B acquires the voltage value transmitted from each of the plurality of DC / DC converters 31B. Based on the voltage value acquired by the third acquisition unit 702, the calculation unit 704 detects the voltage detected by each voltage sensor 311 of the plurality of DC / DC converters 31B other than the arbitrary DC / DC converter 31B. An average value is calculated (S34). Thereafter, the determination / correction unit 705 calculates a difference value between the calculated average value and the voltage value acquired by the first acquisition unit 312 of the arbitrary DC / DC converter 31B.
  • the voltage control unit 706 sends a voltage control signal to each of the plurality of DC / DC converters 31B via the communication unit 701. Is transmitted to control each of the plurality of DC / DC converters 31B (control step) (S40).
  • the voltage control signal in this case is a signal that instructs each of the plurality of DC / DC converters 31B to control based on the voltage value detected by the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31B.
  • each voltage adjustment unit 318 of the plurality of DC / DC converters 31B is connected to the DC / DC converter 31B based on the voltage value acquired by the first acquisition unit 312 of the DC / DC converter 31B.
  • the amount of charge and the amount of discharge of each of the plurality of battery packs 321 are controlled (S41). That is, the voltage adjustment unit 318 adjusts the voltage value at the connection point between the DC / DC converter 31B and the DC bus 50 so as to approach the predetermined target value.
  • the determination / correction unit 705 determines that the voltage sensor 311 of the specific DC / DC converter 31B has failed (S36). Thereafter, the voltage control unit 706 substitutes the average value calculated by the calculation unit 704 as the voltage value detected by the failed voltage sensor 311 (S37). Thereafter, the voltage control unit 706 controls each of the plurality of DC / DC converters 31B by transmitting a voltage control signal to each of the plurality of DC / DC converters 31B via the communication unit 701 (control step). (S40).
  • the voltage control signal in this case instructs each of the specific DC / DC converters 31B to control based on the substituted average value, and a plurality of other than the specific DC / DC converter 31B.
  • This signal instructs each of the DC / DC converters 31B to control based on the voltage value detected by the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31B.
  • the voltage adjustment unit 318 of the specific DC / DC converter 31B is configured to charge and discharge each of the plurality of battery packs 321 connected to the specific DC / DC converter 31B based on the substituted average value. Are controlled as soon as possible (S41).
  • the determination / correction unit 705 uses the voltage sensor 311 of the specific DC / DC converter 31B.
  • the detected voltage value is corrected so as to approach the average value (S39).
  • the voltage control unit 706 controls each of the plurality of DC / DC converters 31B by transmitting a voltage control signal to each of the plurality of DC / DC converters 31B via the communication unit 701 (control step). (S40).
  • the voltage control signal in this case instructs each of the specific DC / DC converters 31B to perform control based on the corrected voltage value, and a plurality of other than the specific DC / DC converter 31B.
  • This signal instructs each of the DC / DC converters 31B to control based on the voltage value detected by the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31B.
  • the voltage adjustment unit 318 of the specific DC / DC converter 31B is configured to charge and discharge each of the plurality of battery packs 321 connected to the specific DC / DC converter 31B based on the corrected voltage value. The amount is controlled (S41). Further, the voltage adjustment unit 318 of the plurality of DC / DC converters 31B other than the specific DC / DC converter 31B, based on the voltage value detected by the voltage sensor 311 of the DC / DC converter 31B, The charge amount and the discharge amount of each of the plurality of battery packs 321 connected to the DC converter 31B are controlled (S41).
  • each component may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component.
  • Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • the software that realizes the storage battery system and the like of each of the above embodiments is the following program.
  • a storage battery system control method comprising: a plurality of voltage conversion units that control a charge amount and a discharge amount of a power storage unit, wherein a voltage value at a connection point between the DC bus and each of the plurality of voltage conversion units
  • a detection step that is detected by a voltage sensor of the voltage conversion unit, an acquisition step of acquiring a voltage value detected by the voltage sensor of another voltage conversion unit other than the voltage conversion unit, and a voltage value acquired in the acquisition step
  • the difference value between the statistical value of the voltage and the voltage value detected in the detection step is equal to or greater than a predetermined threshold value, the voltage detected by the voltage sensor of the voltage converter is detected.
  • a storage battery system control method comprising: a plurality of voltage conversion units that control a charge amount and a discharge amount of a power storage unit, wherein a voltage value at a connection point between the DC bus and each of the plurality of voltage conversion units
  • the detection step detected by the voltage sensor of the voltage converter, the voltage value detected by the voltage sensor corresponding to an arbitrary voltage converter, and the voltage corresponding to another voltage converter other than the arbitrary voltage converter
  • the difference value between the voltage value detected by the sensor and the statistical value is equal to or greater than a predetermined threshold, the voltage value detected by the voltage sensor corresponding to the arbitrary voltage converter is changed, and As modified voltage value approaches the predetermined target value, a program for executing a control step of controlling each of the plurality of voltage conversion units to the computer.
  • the storage battery system and the control method thereof according to one or more aspects of the present invention have been described based on the embodiment, but the present invention is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the gist of the present invention, one or more of the present invention may be applied to various modifications that can be conceived by those skilled in the art, or forms constructed by combining components in different embodiments. It may be included within the scope of the embodiments.
  • the determination / correction unit 317 (705) has a failure determination function and a correction function, but may have only one of these two functions.
  • the determination / correction unit 317 (705) determines that the voltage sensor 311 is used when the difference value is equal to or greater than a predetermined threshold (for example, 3V). The voltage value detected by can be corrected.
  • the communication unit 314 uses the voltage value acquired by the first acquisition unit 312 of the DC / DC converter 31 as the communication unit 314 of each of the other DC / DC converters 31. Send to. Instead of such a configuration, the communication unit 314 transmits the voltage value corrected by the determination / correction unit 317 of the DC / DC converter 31 to each communication unit 314 of the other plurality of DC / DC converters 31. May be.
  • the voltage conversion unit is configured by the DC / DC converter 31, but is not limited thereto, and may be configured by, for example, an AC / DC converter or the like.
  • the calculation unit 316 (704) calculates the average value of the voltage values detected by each voltage sensor 311 of all the DC / DC converters 31 (31B) as a statistical value. Not limited. For example, the calculation unit 316 (704) calculates the average value of the remaining voltage values excluding the maximum value and the minimum value among the voltage values detected by the voltage sensors 311 of all the DC / DC converters 31 (31B). Can also be calculated as a statistical value. Or the calculation part 316 (704) sets a weighting factor based on the distribution of the voltage value detected by each voltage sensor 311 of all the DC / DC converters 31 (31B), and the voltage which multiplied this weighting factor Statistical values can also be calculated using the values.
  • the present invention can be applied to a storage battery system that controls the charge amount and discharge amount of a power storage unit and a control method thereof.
  • 1,1A, 1B Storage battery system 10 PV 20, 31, 31B DC / DC converter 30, 30B String 32 Power storage unit 40 Power conditioner 50 DC bus 60 CAN 70, 70B Host controller 311 Voltage sensor 312 First acquisition unit 313 Second acquisition unit 314, 314B, 701 Communication unit 315, 703 Control unit 316, 704 Calculation unit 317, 705 Determination / correction unit 318, 318B Voltage adjustment unit 321 Battery pack 702 Third acquisition unit 706 Voltage control unit

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Abstract

 共通のDCバス(50)に対して電気的に並列に接続された複数の蓄電部(32)と、複数の蓄電部(32)の各々とDCバス(50)との間に設けられた複数のDC/DCコンバータ(31)と、を備え、複数のDC/DCコンバータ(31)の各々は、DCバス(50)と当該DC/DCコンバータ(31)との接続点における電圧値を検出する電圧センサ(311)と、他のDC/DCコンバータ(31)の電圧センサ(311)により検出された電圧値を取得する第2の取得部(313)と、第2の取得部(313)により取得された電圧値の統計値と電圧センサ(311)により検出された電圧値との差分値が所定の閾値以上である場合に、電圧センサ(311)により検出された電圧値を変更し、変更した電圧値が所定の目標値に近付くように、蓄電部(32)の充電量及び放電量を制御する制御部(315)と、を備える。

Description

蓄電池システム及びその制御方法
 本発明は、共通のDC(Direct Current)バスに対して電気的に並列に接続された複数の蓄電部の各々の充電量及び放電量を制御する蓄電池システム及びその制御方法に関する。
 近年、例えば一般家庭、オフィスビル及び工場等において蓄電池システムが導入されている(例えば、特許文献1参照)。この蓄電池システムには、共通のDCバスに対して電気的に並列に接続された複数のストリングが設けられている。複数のストリングの各々には、例えば太陽電池から供給される余剰電力がDCバスを介して充電される。複数のストリングの各々に充電された電力は、DCバスを介して、例えば一般家庭、オフィスビル及び工場等に設置された電気機器等に供給される。
 複数のストリングの各々は、電気的に直列に接続されたDC/DCコンバータ及び複数の電池パック(蓄電池)を有している。DC/DCコンバータには、DC/DCコンバータとDCバスとの間の接続点における電圧値を検出する電圧センサが設けられている。DC/DCコンバータは、電圧センサにより検出された電圧値に基づいて、複数の電池パックの各々における充電量及び放電量を制御する。
特開2010-130827号公報
 しかしながら、上述した従来の蓄電池システムでは、次のような問題が生じる。例えば電圧センサが故障した場合や、電圧センサの経年劣化等に起因して電圧センサの検出誤差が比較的大きくなった場合などには、DC/DCコンバータにより複数の電池パックの各々の充電量及び放電量を適切に制御することができない。
 そこで、本発明は、共通のDCバスに対して電気的に並列に接続された複数の蓄電部の各々の充電量及び放電量を適切に制御することができる蓄電池システム及びその制御方法を提供する。
 上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電池システムは、共通のDC(Direct Current)バスに対して電気的に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つの蓄電池を含む複数の蓄電部と、前記複数の蓄電部の各々と前記DCバスとの間に設けられ、前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する複数の電圧変換部と、を備え、前記複数の電圧変換部の各々は、前記DCバスと当該電圧変換部との接続点における電圧値を検出する電圧センサと、当該電圧変換部以外の他の電圧変換部と通信する通信部と、前記通信部を介して、前記他の電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を取得する取得部と、前記取得部により取得された電圧値の統計値と、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値との差分値が所定の閾値以上である場合に、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を変更し、当該変更した電圧値が所定の目標値に近付くように、当該電圧変換部に接続された前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する制御部と、を備える。
 なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なCD-ROM等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
 本発明の一態様に係る蓄電池システムによれば、電圧値の統計値と検出した電圧値との差分値が所定の閾値以上である場合に、電圧センサにより検出された電圧値を変更することにより、例えば電圧センサが故障した場合や、電圧センサの検出誤差が比較的大きくなった場合などであっても、共通のDCバスに対して電気的に並列に接続された複数の蓄電部の各々の充電量及び放電量を適切に制御することができる。
図1は、実施の形態1に係る蓄電池システムの構成を示すブロック図である。 図2は、図1のDC/DCコンバータの機能的構成を示すブロック図である。 図3は、実施の形態1に係る蓄電池システムの制御方法の流れを示すフローチャートである。 図4は、実施の形態2に係る蓄電池システムの構成を示すブロック図である。 図5は、実施の形態2に係る蓄電池システムの制御方法の流れの一部を示すシーケンス図である。 図6は、実施の形態3に係る蓄電池システムの構成を示すブロック図である。 図7は、図6の上位コントローラ及びDC/DCコンバータの各機能的構成を示すブロック図である。 図8は、実施の形態3に係る蓄電池システムの制御方法の流れを示すフローチャートである。
 (本発明の基礎となった知見)
 本発明者は、「背景技術」の欄において記載した蓄電池システムに関し、以下の問題が生じることを見出した。
 上述した蓄電池システムでは、DC/DCコンバータの電圧センサが故障した場合には、DC/DCコンバータとDCバスとの間の接続点における電圧値を検出することができない。そのため、DC/DCコンバータにより複数の電池パックの各々の充電量及び放電量を制御することができなくなる。
 また、上述した蓄電池システムでは、例えば電圧センサの経年劣化等に起因して、特定のDC/DCコンバータの電圧センサの検出誤差が比較的大きくなる場合がある。この場合には、特定のDC/DCコンバータに対応するストリングにおいて充電又は放電が集中することにより、当該ストリングの電池寿命が低下するおそれがある。例えば、複数のストリングの各々において放電が行われる際には、電圧センサにより検出された電圧値が比較的低いストリングから順に放電が行われる。そのため、特定のDC/DCコンバータの電圧センサの検出誤差がマイナス方向に比較的大きくなった場合には、特定のDC/DCコンバータに対応するストリングにおいて放電が集中してしまう。なお、複数のストリングの各々において充電が行われる際にも同様に、特定のストリングにおいて充電が集中してしまう。
 このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る蓄電池システムは、共通のDC(Direct Current)バスに対して電気的に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つの蓄電池を含む複数の蓄電部と、前記複数の蓄電部の各々と前記DCバスとの間に設けられ、前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する複数の電圧変換部と、を備え、前記複数の電圧変換部の各々は、前記DCバスと当該電圧変換部との接続点における電圧値を検出する電圧センサと、当該電圧変換部以外の他の電圧変換部と通信する通信部と、前記通信部を介して、前記他の電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を取得する取得部と、前記取得部により取得された電圧値の統計値と、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値との差分値が所定の閾値以上である場合に、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を変更し、当該変更した電圧値が所定の目標値に近付くように、当該電圧変換部に接続された前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する制御部と、を備える。
 本態様によれば、電圧値の統計値と検出した電圧値との差分値が所定の閾値以上である場合に、電圧センサにより検出された電圧値を変更することにより、例えば電圧センサが故障した場合や、電圧センサの検出誤差が比較的大きくなった場合などであっても、共通のDCバスに対して電気的に並列に接続された複数の蓄電部の各々の充電量及び放電量を適切に制御することができる。
 例えば、本発明の一態様に係る蓄電池システムにおいて、前記複数の電圧変換部の各々の前記制御部は、前記差分値が前記所定の閾値以上である場合には、当該電圧変換部の前記電圧センサが故障したと判定するように構成してもよい。
 本態様によれば、差分値が所定の閾値以上である場合に、制御部は、電圧センサが故障したと判定することができる。
 例えば、本発明の一態様に係る蓄電池システムにおいて、前記複数の電圧変換部の各々の前記制御部は、当該電圧変換部の前記電圧センサが故障したと判定した場合には、当該故障した電圧センサにより検出された電圧値を用いずに、前記統計値を代用することにより当該故障した電圧センサにより検出された電圧値を変更するように構成してもよい。
 本態様によれば、電圧センサが故障したと判定された場合に、複数の蓄電部の各々の充電量及び放電量を応急的に制御することができる。
 例えば、本発明の一態様に係る蓄電池システムにおいて、前記複数の電圧変換部の各々の前記制御部は、前記差分値が前記所定の閾値以上である場合には、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値に重み付けすることにより、当該電圧値を前記統計値に近付けるように補正するように構成してもよい。
 本態様によれば、差分値が所定の閾値以上である場合に、制御部は、電圧センサにより検出された電圧値を補正することができる。これにより、複数の蓄電部の各々の充電量及び放電量を適切に制御することができる。
 例えば、本発明の一態様に係る蓄電池システムにおいて、前記複数の電圧変換部の各々の前記制御部は、前記差分値が第1の閾値以上である場合には、当該電圧変換部の前記電圧センサが故障したと判定して、当該故障した電圧センサにより検出された電圧値として前記統計値を代用し、前記差分値が前記第1の閾値よりも小さく、且つ、前記第1の閾値よりも小さい値である第2の閾値以上である場合には、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を、前記統計値に近付けるように補正するように構成してもよい。
 本態様によれば、差分値が第1の閾値以上である場合に、制御部は、電圧センサが故障したと判定することができる。さらに、差分値が第2の閾値以上である場合に、制御部は、電圧センサにより検出された電圧値を補正することができる。これにより、複数の蓄電部の各々の充電量及び放電量をより適切に制御することができる。
 例えば、本発明の一態様に係る蓄電池システムにおいて、さらに、前記複数の電圧変換部の各々の前記電圧センサに対して、当該電圧変換部の前記電圧センサにより電圧値が検出されるタイミングと、当該電圧変換部以外の他の電圧変換部の前記電圧センサにより電圧値が検出されるタイミングとの同期を要求する同期要求信号を送信する上位コントローラを備えるように構成してもよい。
 本態様によれば、複数の電圧変換部の各々の電圧センサにより電圧値を検出するタイミングを同期させることによって、例えばDCバスにおける電圧値が時間的に変動する場合であっても、複数の電圧変換部の各々の電圧センサにより検出される電圧値のバラツキを小さく抑えることができる。
 例えば、本発明の一態様に係る蓄電池システムにおいて、前記統計値は平均値であるように構成してもよい。
 本態様によれば、統計値を平均値とすることができる。
 また、本発明の一態様に係る蓄電池システムの制御方法は、共通のDCバスに対して電気的に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つの蓄電池を含む複数の蓄電部と、前記複数の蓄電部の各々と前記DCバスとの間に設けられ、前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する複数の電圧変換部と、を備える蓄電池システムの制御方法であって、前記DCバスと前記複数の電圧変換部の各々との接続点における電圧値を当該電圧変換部の電圧センサにより検出する検出ステップと、当該電圧変換部以外の他の電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得された電圧値の統計値と、前記検出ステップにおいて検出された電圧値との差分値が所定の閾値以上である場合に、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を変更し、当該変更した電圧値が所定の目標値に近付くように、当該電圧変換部に接続された前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する制御ステップと、を含む。
 本態様によれば、電圧値の統計値と検出した電圧値との差分値が所定の閾値以上である場合に、電圧センサにより検出された電圧値を変更することにより、例えば電圧センサが故障した場合や、電圧センサの検出誤差が比較的大きくなった場合などであっても、共通のDCバスに対して電気的に並列に接続された複数の蓄電部の各々の充電量及び放電量を適切に制御することができる。
 また、本発明の一態様に係る蓄電池システムは、共通のDCバスに対して電気的に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つの蓄電池を含む複数の蓄電部と、前記複数の蓄電部の各々と前記DCバスとの間に設けられ、前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する複数の電圧変換部と、前記DCバスと前記複数の電圧変換部の各々との接続点における電圧値を検出する複数の電圧センサと、前記複数の電圧変換部の各々を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、任意の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値と、当該任意の電圧変換部以外の他の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値の統計値との差分値が所定の閾値以上である場合に、当該任意の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値を変更し、当該変更した電圧値が所定の目標値に近付くように、前記複数の電圧変換部の各々を制御する。
 本態様によれば、電圧値の統計値と検出した電圧値との差分値が所定の閾値以上である場合に、電圧センサにより検出された電圧値を変更することにより、例えば電圧センサが故障した場合や、電圧センサの検出誤差が比較的大きくなった場合などであっても、共通のDCバスに対して電気的に並列に接続された複数の蓄電部の各々の充電量及び放電量を適切に制御することができる。さらに、本態様によれば、制御部(例えば、上位コントローラ等)によって複数の電圧変換部の各々を制御するので、複数の蓄電部の各々の充電量及び放電量を効率良く制御することができる。
 また、本発明の一態様に係る蓄電池システムの制御方法は、共通のDCバスに対して電気的に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つの蓄電池を含む複数の蓄電部と、前記複数の蓄電部の各々と前記DCバスとの間に設けられ、前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する複数の電圧変換部と、を備える蓄電池システムの制御方法であって、前記DCバスと前記複数の電圧変換部の各々との接続点における電圧値を当該電圧変換部の電圧センサにより検出する検出ステップと、任意の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値と、当該任意の電圧変換部以外の他の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値の統計値との差分値が所定の閾値以上である場合に、当該任意の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値を変更し、当該変更した電圧値が所定の目標値に近付くように、前記複数の電圧変換部の各々を制御する制御ステップと、を含む。
 本態様によれば、電圧値の統計値と検出した電圧値との差分値が所定の閾値以上である場合に、電圧センサにより検出された電圧値を変更することにより、例えば電圧センサが故障した場合や、電圧センサの検出誤差が比較的大きくなった場合などであっても、共通のDCバスに対して電気的に並列に接続された複数の蓄電部の各々の充電量及び放電量を適切に制御することができる。さらに、本態様によれば、制御部(例えば、上位コントローラ等)によって複数の電圧変換部の各々を制御するので、複数の蓄電部の各々の充電量及び放電量を効率良く制御することができる。
 なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なCD-ROM等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
 以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 (実施の形態1)
 図1は、実施の形態1に係る蓄電池システムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施の形態の蓄電池システム1は、PV(Photovoltaic)10、DC/DCコンバータ20、複数のストリング30、パワーコンディショナ40及びDCバス50を備えている。
 PV10は、例えば、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することにより発電する太陽電池である。PV10には、DC/DCコンバータ20の入力側が電気的に接続されている。PV10から供給される直流電力は、DC/DCコンバータ20に出力される。
 DC/DCコンバータ20は、PV10から供給される直流電力の電圧を所定の電圧に変換する。DC/DCコンバータ20の出力側には、DCバス50が電気的に接続されている。DC/DCコンバータ20から供給される直流電力は、DCバス50に出力される。
 複数(例えば、数個~十数個)のストリング30は、DCバス50に対して電気的に並列に接続されている。複数のストリング30の各々は、充電機能及び放電機能を有している。複数のストリング30の各々は、DCバス50と当該ストリング30との接続点における電圧値が所定の目標値(例えば、500V)に近付くように、充電及び放電を行う。なお、充電時には、例えばPV10から供給される余剰電力がDCバス50を介して複数のストリング30の各々に供給される。放電時には、複数のストリング30の各々からDCバス50を介して負荷(後述する)に電力が供給される。複数のストリング30の各々の構成については、後述する。
 パワーコンディショナ40は、DCバス50から供給される直流電力を交流電力に変換する。パワーコンディショナ40の出力側には、例えば電気機器等の負荷が電気的に接続されている。パワーコンディショナ40から供給される交流電力は、負荷に出力される。なお、本実施の形態では、パワーコンディショナ40の出力側は、商用電力系統に連系されている。
 DCバス50は、DC/DCコンバータ20とパワーコンディショナ40とを相互に電気的に接続するとともに、複数のストリング30を電気的に並列に接続する電力線である。
 次に、複数のストリング30の各々の構成について説明する。複数のストリング30の各々は、DCバス50に対して電気的に直列に接続されたDC/DCコンバータ31(電圧変換部を構成する)及び蓄電部32を有している。
 蓄電部32は、例えば、電気的に直列に接続された複数(例えば、数個~十数個)の電池パック321を含んでいる。複数の電池パック321の各々は、充電機能及び放電機能を有する蓄電池である。なお、蓄電部32における複数の電池パック321の数は、ストリング30毎に異なっていてもよい。また、本実施の形態では、蓄電部32は複数の電池パック321を含んでいるが、1個の電池パック321を含むようにしてもよい。
 DC/DCコンバータ31は、DCバス50と蓄電部32との間に電気的に接続されている。図2は、図1のDC/DCコンバータ31の機能的構成を示すブロック図である。図2に示すように、複数のDC/DCコンバータ31の各々は、電圧センサ311、第1の取得部312、第2の取得部313(取得部を構成する)、通信部314及び制御部315を有している。
 電圧センサ311は、当該DC/DCコンバータ31とDCバス50との接続点における電圧値を検出する電圧センサである。
 第1の取得部312は、当該DC/DCコンバータ31の電圧センサ311により検出された電圧値を取得する。
 通信部314は、当該DC/DCコンバータ31と他の複数のDC/DCコンバータ31の各々との間でデータ等をやり取りする。具体的には、通信部314は、当該DC/DCコンバータ31の第1の取得部312により取得された電圧値を、当該DC/DCコンバータ31以外の他の複数のDC/DCコンバータ31の各々の通信部314に送信するとともに、他の複数のDC/DCコンバータ31の各々の第1の取得部312により取得された電圧値を受信する。なお、複数のDC/DCコンバータ31の各々の通信部314は、例えば、CAN(Controller Area Network)60を介して相互に通信可能に接続されている。
 第2の取得部313は、通信部314により受信された電圧値、即ち、当該DC/DCコンバータ31以外の他の複数のDC/DCコンバータ31の各々の第1の取得部312により取得された電圧値を取得する。
 制御部315は、算出部316、判定/補正部317及び電圧調節部318を有している。
 算出部316は、第1の取得部312及び第2の取得部313により取得された電圧値に基づいて、当該DC/DCコンバータ31を含む全てのDC/DCコンバータ31の各々の電圧センサ311により検出された電圧値の平均値を統計値として算出する。なお、算出部316は、第2の取得部313により取得された電圧値に基づいて、当該DC/DCコンバータ31以外の他の複数のDC/DCコンバータ31の各々の電圧センサ311により検出された電圧値の平均値を統計値として算出することもできる。
 判定/補正部317は、当該DC/DCコンバータ31の電圧センサ311が故障したことを判定する故障判定機能と、当該DC/DCコンバータ31の電圧センサ311により検出された電圧値を補正する補正機能と、を有する。
 まず、判定/補正部317の故障判定機能について説明する。判定/補正部317は、算出部316により算出された電圧値の平均値(Vave)と、当該DC/DCコンバータ31の第1の取得部312により取得された電圧値(Vs)との差分値を算出する。その後、判定/補正部317は、算出した差分値と第1の閾値(所定の閾値を構成する)(例えば、5V)とを比較し、算出した差分値が第1の閾値以上である場合には、当該DC/DCコンバータ31の電圧センサ311が故障したと判定する。
 次に、判定/補正部317の補正機能について説明する。判定/補正部317は、上述のように算出した差分値と第1の閾値及び第2の閾値(所定の閾値を構成する)(例えば、3V)とを比較する。その結果、判定/補正部317は、算出した差分値が第2の閾値以上且つ第1の閾値未満である場合には、当該DC/DCコンバータ31の電圧センサ311により検出された電圧値(Vs)に重み付けすることにより、当該電圧値(Vs)を上記平均値(Vave)に近付けるように補正する。すなわち、判定/補正部317は、当該DC/DCコンバータ31の電圧センサ311により検出された電圧値を変更する。具体的には、判定/補正部317は、例えば、次式1におけるゲインk及びオフセットαをそれぞれ調整することにより、検出された電圧値(Vs)を上記平均値(Vave)に近付けるように補正する。なお、第2の閾値は、第1の閾値よりも小さい閾値である。
 (補正された電圧値Vs’)=k×(検出された電圧値Vs)+α  (式1)
 なお、判定/補正部317は、上式1による補正方法に代えて、例えば、上記平均値(Vave)を用いて補正することもできる。具体的には、判定/補正部317は、まず、電圧値(Vs)及び平均値(Vave)のそれぞれの直近の所定時間(例えば、1分間)における平均値Vs1及び平均値Vave1を算出する。その後、判定/補正部317は、次式2に基づいて、検出された電圧値(Vs)を上記平均値(Vave)に近付けるように補正する。なお、次式2において、kは補正係数(k=0~1)である。
 (補正された電圧値Vs’)=(検出された電圧値Vs)+k×(Vave1-Vs1)  (式2)
 電圧調節部318は、当該DC/DCコンバータ31の第1の取得部312により取得された電圧値に基づいて、当該DC/DCコンバータ31に接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を制御する。これにより、電圧調節部318は、当該DC/DCコンバータ31とDCバス50との接続点における電圧値を上記所定の目標値に近付けるように調節する。
 具体的には、パワーコンディショナ40から出力される電力PaがPV10の発電電力Pbよりも大きい場合には、DCバス50における電圧値が上記所定の目標値よりも低下する。そのため、電圧調節部318は、当該DC/DCコンバータ31の第1の取得部312により取得された電圧値が上記所定の目標値よりも低下した場合には、複数の電池パック321の各々の放電量を制御することによって、当該DC/DCコンバータ31とDCバス50との接続点における電圧値を上記所定の目標値に近付けるように上昇させる。一方、上記電力Paが上記電力Pbよりも小さい場合には、DCバス50における電圧値が上記所定の目標値よりも上昇する。そのため、電圧調節部318は、当該DC/DCコンバータ31の第1の取得部312により取得された電圧値が上記所定の目標値よりも上昇した場合には、複数の電池パック321の各々の充電量を制御することによって、当該DC/DCコンバータ31とDCバス50との接続点における電圧値を上記所定の目標値に近付けるように低下させる。
 上述したように、判定/補正部317により電圧センサ311が故障したと判定された場合には、電圧調節部318は、故障した電圧センサ311により検出された電圧値(Vs)を用いずに、算出部316により算出された平均値(Vave)を、故障した電圧センサ311により検出された電圧値(Vs)として代用する(Vs=Vave)。すなわち、電圧調節部318は、故障した電圧センサ311により検出された電圧値(Vs)を変更する。これにより、電圧調節部318は、代用した平均値(Vave)が上記所定の目標値に近付くように、当該DC/DCコンバータ31に接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を応急的に制御する。すなわち、電圧調節部318は、代用した平均値(Vave)が上記所定の目標値よりも低下した場合には、複数の電池パック321の各々の放電量を制御し、代用した平均値(Vave)が上記所定の目標値よりも上昇した場合には、複数の電池パック321の各々の充電量を制御する。
 さらに、上述したように、判定/補正部317により電圧値(Vs)が補正された場合には、電圧調節部318は、判定/補正部317により補正された電圧値(Vs’)が上記所定の目標値に近付くように、当該DC/DCコンバータ31に接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を制御する。すなわち、電圧調節部318は、補正された電圧値(Vs’)が上記所定の目標値よりも低下した場合には、複数の電池パック321の各々の放電量を制御し、補正された電圧値(Vs’)が上記所定の目標値よりも上昇した場合には、複数の電池パック321の各々の充電量を制御する。
 次に、本実施の形態の蓄電池システム1の制御方法の流れについて説明する。図3は、実施の形態1に係る蓄電池システムの制御方法の流れを示すフローチャートである。
 電圧センサ311による電圧値の検出は、定周期(例えば、1秒)で繰り返し行われる。定周期が経過した際には(S11でYES)、複数のDC/DCコンバータ31の各々の電圧センサ311は、当該DC/DCコンバータ31とDCバス50との接続点における電圧値を検出する(検出ステップ)(S12)。その後、複数のDC/DCコンバータ31の各々の第1の取得部312は、当該DC/DCコンバータ31の電圧センサ311により検出された電圧値を取得する。さらに、複数のDC/DCコンバータ31の各々の第2の取得部313は、当該DC/DCコンバータ31以外の他の複数のDC/DCコンバータ31の各々の第1の取得部312により取得された電圧値を取得する(取得ステップ)(S13)。
 その後、複数のDC/DCコンバータ31の各々の算出部316は、第1の取得部312及び第2の取得部313により取得された電圧値に基づいて、全てのDC/DCコンバータ31の各々の電圧センサ311により検出された電圧値の平均値を算出する(S14)。その後、判定/補正部317は、算出された平均値と当該DC/DCコンバータ31の第1の取得部312により取得された電圧値との差分値を算出する。
 差分値が第2の閾値未満である場合には(S15でNO且つS18でNO)、電圧調節部318は、当該DC/DCコンバータ31の第1の取得部312により取得された電圧値に基づいて、当該DC/DCコンバータ31に接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を制御する(制御ステップ)(S20)。これにより、電圧調節部318は、当該DC/DCコンバータ31とDCバス50との接続点における電圧値を上記所定の目標値に近付けるように調節する。
 一方、差分値が第1の閾値以上である場合には(S15でYES)、判定/補正部317は、当該DC/DCコンバータ31の電圧センサ311が故障したと判定する(S16)。その後、電圧調節部318は、算出部316により算出された平均値を、故障した電圧センサ311により検出された電圧値として代用する(S17)。これにより、電圧調節部318は、代用した平均値に基づいて、当該DC/DCコンバータ31に接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を応急的に制御する(制御ステップ)(S20)。
 さらに、差分値が第2の閾値以上且つ第1の閾値未満である場合には(S15でNO且つS18でYES)、判定/補正部317は、当該DC/DCコンバータ31の電圧センサ311により検出された電圧値を上記平均値に近付けるように補正する(S19)。これにより、電圧調節部318は、補正された電圧値に基づいて、当該DC/DCコンバータ31に接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を制御する(制御ステップ)(S20)。
 上述したS12~S20の各処理は、定周期が経過する毎に繰り返し実行される。S13において、故障した電圧センサ311により検出された電圧値は、他の複数のDC/DCコンバータ31の各々の通信部314により受信されないように設定される。これにより、他の複数のDC/DCコンバータ31の各々の算出部316は、平均値を算出する際に、故障した電圧センサ311により検出された電圧値を用いないので、平均値の算出精度を高めることができる。なお、故障した電圧センサ311により検出された電圧値は、他の複数のDC/DCコンバータ31の各々の通信部314により受信されるように設定することも可能である。
 以上説明したように、本実施の形態の蓄電池システム1及びその制御方法では、次のような効果が得られる。電圧値の平均値と検出された電圧値との差分値に基づいて、電圧センサ311により検出された電圧値を変更することにより、例えば電圧センサ311が故障した場合や、電圧センサ311の検出誤差が比較的大きくなった場合などであっても、複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を適切に制御することができる。
 (実施の形態1の変形例1)
 電圧調節部318が複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を制御する周期(制御周期)について、例えば次のような構成にすることもできる。
 電圧センサ311が故障したと判断されるまでの間(すなわち、電圧センサ311が正常に動作している間)は、第1の取得部312及び第2の取得部313はそれぞれ、第1の周期(例えば、1m秒)で電圧値を取得する。このとき、電圧調節部318は、上記第1の周期で、当該DC/DCコンバータ31に接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を制御する。
 一方、電圧センサ311が故障したと判断された後では、算出部316は、上記第1の周期よりも長い第2の周期(例えば、1秒)で統計値を更新する。このとき、電圧調節部318は、上記第2の周期で、当該DC/DCコンバータ31に接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を制御する。このとき、電圧調節部318の制御周期は、電圧センサ311が正常に動作している場合の制御周期よりも長くなるが、複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を応急的に制御することは可能である。
 (実施の形態1の変形例2)
 制御部315は、判定/補正部317により電圧センサ311が故障したと判定された際に、電圧センサ311が故障したことを示す情報(例えば、音声情報又は画像情報等)をDC/DCコンバータ31の外部に通知することもできる。
 例えば、制御部315は、判定/補正部317により電圧センサ311が故障したと判定された際に、蓄電池システム1に設置された液晶パネル等の表示部に上記情報を通知する。この場合には、表示部には、複数のDC/DCコンバータ31のうちどのDC/DCコンバータ31の電圧センサ311が故障したのかを示す情報が表示される。これにより、蓄電池システム1のユーザは、電圧センサ311が故障したことを認識することができる。なお、表示部に情報が表示されると同時に、蓄電池システム1に設置されたスピーカから警報音が出力されるようにしてもよい。
 あるいは、例えば、制御部315は、判定/補正部317により電圧センサ311が故障したと判定された際に、蓄電池システム1の製造メーカ又はメンテナンス業者が管理する監視システムに上記情報を通知してもよい。これにより、製造メーカ又はメンテナンス業者は、電圧センサ311が故障したことを認識することができる。
 (実施の形態2)
 図4は、実施の形態2に係る蓄電池システムの構成を示すブロック図である。なお、以下の各実施の形態において、上記実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
 図4に示すように、本実施の形態の蓄電池システム1Aは、さらに、例えばBMU(Battery Management Unit)等で構成される上位コントローラ70を備えている。上位コントローラ70は、複数のDC/DCコンバータ31の各々の電圧センサ311に対して、同期要求信号をブロードキャスト送信する。この同期要求信号は、当該DC/DCコンバータ31の電圧センサ311により電圧値が検出されるタイミングと、当該DC/DCコンバータ31以外の他の複数のDC/DCコンバータ31の各々の電圧センサ311により電圧値が検出されるタイミングとの同期を要求する信号である。
 図5は、実施の形態2に係る蓄電池システムの制御方法の流れの一部を示すシーケンス図である。定周期が経過した際には(S31)、上位コントローラ70は、複数のDC/DCコンバータ31の各々の電圧センサ311に対して同期要求信号をブロードキャスト送信する(S32)。複数のDC/DCコンバータ31の各々の電圧センサ311は、この同期要求信号を受信することにより、同期したタイミングで電圧値を検出する(S33)。その後、複数のDC/DCコンバータ31の各々において、上記実施の形態1と同様の処理が行われる。
 本実施の形態では、複数のDC/DCコンバータ31の各々の電圧センサ311により電圧値を検出するタイミングを同期させることによって、例えばDCバス50における電圧値が時間的に変動する場合であっても、複数のDC/DCコンバータ31の各々の電圧センサ311により検出される電圧値のバラツキを小さく抑えることができる。
 (実施の形態3)
 図6は、実施の形態3に係る蓄電池システムの構成を示すブロック図である。図7は、図6の上位コントローラ及びDC/DCコンバータの各機能的構成を示すブロック図である。
 図6に示すように、本実施の形態の蓄電池システム1Bは、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々を制御するための上位コントローラ70Bを備えている。図7に示すように、上位コントローラ70Bは、例えばBMU等で構成されており、通信部701、第3の取得部702及び制御部703を有している。
 通信部701は、上位コントローラ70Bと複数のDC/DCコンバータ31Bの各々との間でデータ等をやり取りする。具体的には、通信部701は、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々の第1の取得部312により取得された電圧値を受信するとともに、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々の通信部314に電圧制御信号(後述する)を送信する。
 第3の取得部702は、通信部701により受信された電圧値、即ち、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々の第1の取得部312により取得された電圧値を取得する。
 制御部703は、算出部704、判定/補正部705及び電圧制御部706を有している。
 算出部704は、第3の取得部702により取得された電圧値に基づいて、任意のDC/DCコンバータ31B以外の他の複数のDC/DCコンバータ31Bの各々の電圧センサ311により検出された電圧値の平均値を統計値として算出する。なお、算出部704は、全てのDC/DCコンバータ31Bの各々の電圧センサ311により検出された電圧値の平均値を統計値として算出することもできる。
 判定/補正部705は、任意のDC/DCコンバータ31Bの電圧センサ311が故障したことを判定する故障判定機能と、任意のDC/DCコンバータ31Bの電圧センサ311により検出された電圧値を補正する補正機能と、を有する。これら故障判定機能及び補正機能はそれぞれ、上記実施の形態1の判定/補正部317が有する故障判定機能及び補正機能と同様であるので、それらの説明を省略する。
 電圧制御部706は、通信部701を介して、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々に対して電圧制御信号を送信することにより、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々を制御する。この電圧制御信号は、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々に対して、どのような電圧値に基づいて複数の電池パック321の各々の充電量又は放電量を制御するかを指示するための信号である。
 図6に示すように、複数のストリング30Bの各々は、DC/DCコンバータ31Bを含んでいる。図7に示すように、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々は、電圧センサ311、第1の取得部312、通信部314B及び電圧調節部318Bを有している。電圧センサ311及び第1の取得部312はそれぞれ、上記実施の形態1の電圧センサ311及び第1の取得部312と同様に構成されているので、それらの説明を省略する。
 通信部314Bは、当該DC/DCコンバータ31Bの第1の取得部312により取得された電圧値を上位コントローラ70Bに送信するとともに、上位コントローラ70Bからの電圧制御信号を受信する。
 電圧調節部318Bは、通信部314Bにより受信した電圧制御信号に基づいて、当該DC/DCコンバータ31BとDCバス50との接続点における電圧値を所定の目標値に近付けるように調節する。
 なお、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々は、上記実施の形態1で説明した第2の取得部313、算出部316及び判定/補正部317については有していない。
 次に、本実施の形態の蓄電池システム1Bの制御方法の流れについて説明する。図8は、実施の形態3に係る蓄電池システムの制御方法の流れを示すフローチャートである。
 定周期が経過した際には(S31でYES)、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々の電圧センサ311は、当該DC/DCコンバータ31BとDCバス50との接続点における電圧値を検出する(検出ステップ)(S32)。その後、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々の第1の取得部312は、当該DC/DCコンバータ31Bの電圧センサ311により検出された電圧値を取得する。第1の取得部312により取得された電圧値は、通信部314Bを介して上位コントローラ70Bに送信される(S33)。
 その後、上位コントローラ70Bの第3の取得部702は、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々から送信された電圧値を取得する。算出部704は、第3の取得部702により取得された電圧値に基づいて、任意のDC/DCコンバータ31B以外の他の複数のDC/DCコンバータ31Bの各々の電圧センサ311により検出された電圧値の平均値を算出する(S34)。その後、判定/補正部705は、算出された平均値と任意のDC/DCコンバータ31Bの第1の取得部312により取得された電圧値との差分値を算出する。
 差分値が第2の閾値未満である場合には(S35でNO且つS38でNO)、電圧制御部706は、通信部701を介して複数のDC/DCコンバータ31Bの各々に対して電圧制御信号を送信することにより、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々を制御する(制御ステップ)(S40)。この場合の電圧制御信号は、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々に対して、当該DC/DCコンバータ31Bの電圧センサ311により検出された電圧値に基づいて制御するように指示する信号である。これにより、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々の電圧調節部318は、当該DC/DCコンバータ31Bの第1の取得部312により取得された電圧値に基づいて、当該DC/DCコンバータ31Bに接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を制御する(S41)。すなわち、電圧調節部318は、当該DC/DCコンバータ31BとDCバス50との接続点における電圧値を上記所定の目標値に近付けるように調節する。
 一方、差分値が第1の閾値以上である場合には(S35でYES)、判定/補正部705は、特定のDC/DCコンバータ31Bの電圧センサ311が故障したと判定する(S36)。その後、電圧制御部706は、算出部704により算出された平均値を、故障した電圧センサ311により検出された電圧値として代用する(S37)。その後、電圧制御部706は、通信部701を介して複数のDC/DCコンバータ31Bの各々に対して電圧制御信号を送信することにより、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々を制御する(制御ステップ)(S40)。この場合の電圧制御信号は、特定のDC/DCコンバータ31Bの各々に対して、代用した平均値に基づいて制御するように指示し、且つ、特定のDC/DCコンバータ31B以外の他の複数のDC/DCコンバータ31Bの各々に対して、当該DC/DCコンバータ31Bの電圧センサ311により検出された電圧値に基づいて制御するように指示する信号である。これにより、特定のDC/DCコンバータ31Bの電圧調節部318は、代用した平均値に基づいて、当該特定のDC/DCコンバータ31Bに接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を応急的に制御する(S41)。さらに、特定のDC/DCコンバータ31B以外の他の複数のDC/DCコンバータ31Bの電圧調節部318は、当該DC/DCコンバータ31Bの電圧センサ311により検出された電圧値に基づいて、当該DC/DCコンバータ31Bに接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を応急的に制御する(S41)。
 さらに、差分値が第2の閾値以上且つ第1の閾値未満である場合には(S35でNO且つS38でYES)、判定/補正部705は、特定のDC/DCコンバータ31Bの電圧センサ311により検出された電圧値を上記平均値に近付けるように補正する(S39)。その後、電圧制御部706は、通信部701を介して複数のDC/DCコンバータ31Bの各々に対して電圧制御信号を送信することにより、複数のDC/DCコンバータ31Bの各々を制御する(制御ステップ)(S40)。この場合の電圧制御信号は、特定のDC/DCコンバータ31Bの各々に対して、補正された電圧値に基づいて制御するように指示し、且つ、特定のDC/DCコンバータ31B以外の他の複数のDC/DCコンバータ31Bの各々に対して、当該DC/DCコンバータ31Bの電圧センサ311により検出された電圧値に基づいて制御するように指示する信号である。これにより、特定のDC/DCコンバータ31Bの電圧調節部318は、補正された電圧値に基づいて、当該特定のDC/DCコンバータ31Bに接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を制御する(S41)。さらに、特定のDC/DCコンバータ31B以外の他の複数のDC/DCコンバータ31Bの電圧調節部318は、当該DC/DCコンバータ31Bの電圧センサ311により検出された電圧値に基づいて、当該DC/DCコンバータ31Bに接続された複数の電池パック321の各々の充電量及び放電量を制御する(S41)。
 なお、上述したS32~S41の各処理は、定周期が経過する毎に繰り返し実行される。
 なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU又はプロセッサ等のプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の蓄電池システム等を実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
 すなわち、共通のDCバスに対して電気的に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つの蓄電池を含む複数の蓄電部と、前記複数の蓄電部の各々と前記DCバスとの間に設けられ、前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する複数の電圧変換部と、を備える蓄電池システムの制御方法であって、前記DCバスと前記複数の電圧変換部の各々との接続点における電圧値を当該電圧変換部の電圧センサにより検出する検出ステップと、当該電圧変換部以外の他の電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得された電圧値の統計値と、前記検出ステップにおいて検出された電圧値との差分値が所定の閾値以上である場合に、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を変更し、当該変更した電圧値が所定の目標値に近付くように、当該電圧変換部に接続された前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する制御ステップとをコンピュータに実行させるプログラムである。
 あるいは、共通のDCバスに対して電気的に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つの蓄電池を含む複数の蓄電部と、前記複数の蓄電部の各々と前記DCバスとの間に設けられ、前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する複数の電圧変換部と、を備える蓄電池システムの制御方法であって、前記DCバスと前記複数の電圧変換部の各々との接続点における電圧値を当該電圧変換部の電圧センサにより検出する検出ステップと、任意の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値と、当該任意の電圧変換部以外の他の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値の統計値との差分値が所定の閾値以上である場合に、当該任意の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値を変更し、当該変更した電圧値が所定の目標値に近付くように、前記複数の電圧変換部の各々を制御する制御ステップとをコンピュータに実行させるプログラムである。
 以上、本発明の一つ又は複数の態様に係る蓄電池システム及びその制御方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
 上記各実施の形態では、判定/補正部317(705)は、故障判定機能及び補正機能を有するが、これら2つの機能のうち一方のみを有するようにしてもよい。なお、判定/補正部317(705)が補正機能のみを有する場合には、判定/補正部317(705)は、差分値が所定の閾値(例えば、3V)以上である場合に、電圧センサ311により検出された電圧値を補正することができる。
 上記実施の形態1及び2では、通信部314は、当該DC/DCコンバータ31の第1の取得部312により取得された電圧値を、他の複数のDC/DCコンバータ31の各々の通信部314に送信する。このような構成に代えて、通信部314は、当該DC/DCコンバータ31の判定/補正部317により補正された電圧値を、他の複数のDC/DCコンバータ31の各々の通信部314に送信してもよい。
 上記各実施の形態では、電圧変換部をDC/DCコンバータ31で構成したが、これに限られず、例えばAC/DCコンバータ等で構成することもできる。
 上記各実施の形態では、算出部316(704)は、全てのDC/DCコンバータ31(31B)の各々の電圧センサ311により検出された電圧値の平均値を統計値として算出したが、これに限られない。例えば、算出部316(704)は、全てのDC/DCコンバータ31(31B)の各々の電圧センサ311により検出された電圧値のうち、最大値及び最小値を除いた残りの電圧値の平均値を統計値として算出することもできる。あるいは、算出部316(704)は、全てのDC/DCコンバータ31(31B)の各々の電圧センサ311により検出された電圧値の分布に基づいて重み係数を設定し、この重み係数を乗じた電圧値を用いて統計値を算出することもできる。
 本発明は、蓄電部の充電量及び放電量を制御する蓄電池システム及びその制御方法に適用することができる。
1,1A,1B 蓄電池システム
10 PV
20,31,31B DC/DCコンバータ
30,30B ストリング
32 蓄電部
40 パワーコンディショナ
50 DCバス
60 CAN
70,70B 上位コントローラ
311 電圧センサ
312 第1の取得部
313 第2の取得部
314,314B,701 通信部
315,703 制御部
316,704 算出部
317,705 判定/補正部
318,318B 電圧調節部
321 電池パック
702 第3の取得部
706 電圧制御部

Claims (10)

  1.  共通のDC(Direct Current)バスに対して電気的に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つの蓄電池を含む複数の蓄電部と、
     前記複数の蓄電部の各々と前記DCバスとの間に設けられ、前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する複数の電圧変換部と、を備え、
     前記複数の電圧変換部の各々は、
     前記DCバスと当該電圧変換部との接続点における電圧値を検出する電圧センサと、
     当該電圧変換部以外の他の電圧変換部と通信する通信部と、
     前記通信部を介して、前記他の電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を取得する取得部と、
     前記取得部により取得された電圧値の統計値と、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値との差分値が所定の閾値以上である場合に、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を変更し、当該変更した電圧値が所定の目標値に近付くように、当該電圧変換部に接続された前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する制御部と、を備える
     蓄電池システム。
  2.  前記複数の電圧変換部の各々の前記制御部は、前記差分値が前記所定の閾値以上である場合には、当該電圧変換部の前記電圧センサが故障したと判定する
     請求項1に記載の蓄電池システム。
  3.  前記複数の電圧変換部の各々の前記制御部は、当該電圧変換部の前記電圧センサが故障したと判定した場合には、当該故障した電圧センサにより検出された電圧値を用いずに、前記統計値を代用することにより当該故障した電圧センサにより検出された電圧値を変更する
     請求項2に記載の蓄電池システム。
  4.  前記複数の電圧変換部の各々の前記制御部は、前記差分値が前記所定の閾値以上である場合には、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値に重み付けすることにより、当該電圧値を前記統計値に近付けるように補正する
     請求項1に記載の蓄電池システム。
  5.  前記複数の電圧変換部の各々の前記制御部は、
     前記差分値が第1の閾値以上である場合には、当該電圧変換部の前記電圧センサが故障したと判定して、当該故障した電圧センサにより検出された電圧値として前記統計値を代用し、
     前記差分値が前記第1の閾値よりも小さく、且つ、前記第1の閾値よりも小さい値である第2の閾値以上である場合には、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を、前記統計値に近付けるように補正する
     請求項1に記載の蓄電池システム。
  6.  さらに、前記複数の電圧変換部の各々の前記電圧センサに対して、当該電圧変換部の前記電圧センサにより電圧値が検出されるタイミングと、当該電圧変換部以外の他の電圧変換部の前記電圧センサにより電圧値が検出されるタイミングとの同期を要求する同期要求信号を送信する上位コントローラを備える
     請求項1~5のいずれか1項に記載の蓄電池システム。
  7.  前記統計値は平均値である
     請求項1~6のいずれか1項に記載の蓄電池システム。
  8.  共通のDCバスに対して電気的に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つの蓄電池を含む複数の蓄電部と、
     前記複数の蓄電部の各々と前記DCバスとの間に設けられ、前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する複数の電圧変換部と、を備える蓄電池システムの制御方法であって、
     前記DCバスと前記複数の電圧変換部の各々との接続点における電圧値を当該電圧変換部の電圧センサにより検出する検出ステップと、
     当該電圧変換部以外の他の電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を取得する取得ステップと、
     前記取得ステップにおいて取得された電圧値の統計値と、前記検出ステップにおいて検出された電圧値との差分値が所定の閾値以上である場合に、当該電圧変換部の前記電圧センサにより検出された電圧値を変更し、当該変更した電圧値が所定の目標値に近付くように、当該電圧変換部に接続された前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する制御ステップと、を含む
     蓄電池システムの制御方法。
  9.  共通のDCバスに対して電気的に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つの蓄電池を含む複数の蓄電部と、
     前記複数の蓄電部の各々と前記DCバスとの間に設けられ、前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する複数の電圧変換部と、
     前記DCバスと前記複数の電圧変換部の各々との接続点における電圧値を検出する複数の電圧センサと、
     前記複数の電圧変換部の各々を制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     任意の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値と、当該任意の電圧変換部以外の他の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値の統計値との差分値が所定の閾値以上である場合に、当該任意の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値を変更し、当該変更した電圧値が所定の目標値に近付くように、前記複数の電圧変換部の各々を制御する
     蓄電池システム。
  10.  共通のDCバスに対して電気的に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つの蓄電池を含む複数の蓄電部と、
     前記複数の蓄電部の各々と前記DCバスとの間に設けられ、前記蓄電部の充電量及び放電量を制御する複数の電圧変換部と、を備える蓄電池システムの制御方法であって、
     前記DCバスと前記複数の電圧変換部の各々との接続点における電圧値を当該電圧変換部の電圧センサにより検出する検出ステップと、
     任意の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値と、当該任意の電圧変換部以外の他の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値の統計値との差分値が所定の閾値以上である場合に、当該任意の電圧変換部に対応する前記電圧センサにより検出された電圧値を変更し、当該変更した電圧値が所定の目標値に近付くように、前記複数の電圧変換部の各々を制御する制御ステップと、を含む
     蓄電池システムの制御方法。
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