WO2015040722A1

WO2015040722A1 - 蓄電池システム

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Publication number: WO2015040722A1
Application number: PCT/JP2013/075343
Authority: WO
Inventors: 大介鶴丸; 雅人花田
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2015-03-26
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: US10014698B2; CN105556785B; JPWO2015040722A1; US20160211678A1; JP6288096B2; CN105556785A

Abstract

　この発明は、複数のセルで構成される蓄電池のセルの劣化を抑制することのできる蓄電池システムを提供する。　電力系統に接続され、ＥＭＳからの充放電要求に基づいて動作する蓄電池システムにおいて、蓄電池の状態を監視する蓄電池監視装置と、交直変換装置と、充放電要求と蓄電池監視装置から供給される蓄電池情報とを受信し充放電要求と蓄電池情報とに基づいて交直変換装置を制御する制御装置を備える。さらに、蓄電池システムは、蓄電池情報を受信し、複数のセルの平均電圧を蓄電池の劣化を抑制する保持電圧範囲内に保つように交直変換装置に対して充放電指令を出力する休眠制御を実行する休眠制御部を備える。休眠制御部は、蓄電池情報に含まれる複数のセルのいずれかの電圧が、保持電圧範囲を内包する許容電圧範囲外にある場合に、休眠制御を停止させる休眠制御停止機能を備える。

Description

蓄電池システム

　この発明は、電力系統に接続される蓄電池システムに関する。

　電力系統は、発電設備と負荷設備とを送配電設備によって接続することで構築されている。電力系統には、複数の大規模発電所と多数の工場や商業施設及び家庭とを接続する大規模なシステムから、特定の施設内で構築される小規模なシステムまで様々な規模のものが存在する。何れの規模の電力系統においても、電力系統全体の電力需給を管理するエネルギマネジメントシステム（ＥＭＳ）が備えられ、ＥＭＳによって発電設備による電力の供給と負荷設備による電力の需要とをバランスさせることが行われている。

　蓄電池システムは、上記のような電力系統に接続されて、電力需給をバランスさせるための１つの手段として用いられる。かつては、大量の電力の貯蔵は困難であるとされていたが、リチウムイオン電池やナトリウム硫黄電池のような大容量の蓄電池が実用化されたことによって、大量の電力の貯蔵が可能になった。このような蓄電池を備えた蓄電池システムを電力系統に接続することにより、電力の需要に対して供給が過大なときには、過剰な電力を蓄電池に充電し、電力の需要に対して供給が不足するときには、蓄電池からの放電により電力の不足を補填するといった運用をとることができる。

　このような蓄電池システムの好適な用途の一例が、太陽光や風力等の自然エネルギを利用した発電設備との組み合わせである。自然エネルギを利用した発電設備は、昨今のエネルギ問題或いは環境問題に対する意識の高まりをうけて広く導入されつつある。しかし、自然エネルギを利用した発電設備には、季節や天候等の自然的要因によって発電電力が左右されやすいために安定した電力供給を行えないという短所がある。蓄電池システムは、この短所を補うことのできるシステムであり、自然エネルギを利用した発電設備に蓄電池システムを組み合わせることで安定した電力供給を行うことが可能になる。

　蓄電池システムを電力系統に接続する場合、蓄電池システムの動作は前述のＥＭＳによって管理される。蓄電池システムは、蓄電池に接続された交直変換装置（ＰＣＳ）を備える。ＰＣＳは、電力系統の交流電力を直流電力に変換して蓄電池に充電する機能と、蓄電池の直流電力を交流電力に変換して電力系統に放電する機能とを有している。ＥＭＳからＰＣＳに対して充放電要求が供給され、ＰＣＳが充放電要求に従って動作することで、電力系統から蓄電池への充電、或いは、蓄電池から電力系統への放電が達成される。

　なお、出願人は、本発明に関連するものとして、以下に記載する文献を認識している。特許文献１の図９には、電力系統に接続された蓄電池システムの一例が描かれている。

日本特開２０１３－２７２１０号公報日本特開２０１２－７５２４３号公報

　ＥＭＳからＰＣＳに供給される充放電要求は、電力系統全体において電力の需給をバランスさせるように決定されているが、蓄電池にとっては必ずしも適切ではない。ＥＭＳが実行している演算の量は膨大であるので、ＥＭＳが要求の受け手である蓄電池の状態を逐一把握し、それに応じたきめ細かな制御を行うことは難しい。特に、蓄電池システムが大容量である場合には、蓄電池は極めて多数のセル、具体例としては、数百個から数万個のセルから構成されるため、それらの全ての状態について逐一把握することは極めて困難である。

　ところで、蓄電池は保持電圧により寿命が変化する。蓄電池の劣化を抑制するための制御として、蓄電池が使用されていない間、蓄電池の電圧を適切な保持電圧範囲内で維持する休眠制御が知られている。ＥＭＳが休眠制御を管理する場合には、上述のように全セルの状態を逐一把握してきめ細やかな制御を行うことは困難であるため、蓄電池全体の電圧に基づいて制御することとなる。

　しかしながら、従来の手法では、蓄電池を構成する各セルの電圧を個別に監視することは困難である。そのため、蓄電池全体の平均電圧は保持電圧範囲内であるが、特定のセルについては電圧に異常が生じている場合もありうる。このような場合には、当該セルの電圧は保持電圧範囲内に維持されず、休眠制御の結果、却って当該セルの劣化を早めるおそれがある。

　本発明は、上述のような課題に鑑みなされたもので、複数のセルで構成される蓄電池においてセルの劣化を抑制することのできる蓄電池システムを提供することを目的とする。

　上記目的の達成のため、本発明に係る蓄電池システムは以下のように構成される。

　本発明に係る蓄電池システムは電力系統に接続され、電力系統の電力需給を管理するエネルギマネジメントシステムからの充放電要求に基づいて動作するように構成される。本発明に係る蓄電池システムが接続される電力系統の規模や構成には限定はない。

　本発明に係る蓄電池システムは、蓄電池、蓄電池監視装置、交直変換装置、及び制御装置を備える。蓄電池は複数のセルの集合体として構成される。蓄電池の種類としては、リチウムイオン電池やナトリウム硫黄電池やニッケル水素電池等の大容量の蓄電池が好ましい。

　蓄電池監視装置は、蓄電池の状態を常時或いは所定の周期で監視する装置である。蓄電池監視装置による監視項目としては、例えば、電流、電圧、温度等の状態量を挙げることができる。電圧に関して言えば、各セルについて個別に電圧を監視する。蓄電池監視装置は、監視項目である状態量をセンサによって常時或いは所定の周期で計測し、得られたデータの一部或いは全部を蓄電池情報として外部に出力する。

　交直変換装置は、電力系統に蓄電池を接続する装置であり、電力系統の交流電力を直流電力に変換して蓄電池に充電する機能と、蓄電池の直流電力を交流電力に変換して電力系統に放電する機能とを有している。交直変換装置はパワーコンディショナーとも呼ばれ、蓄電池への充電電力量、及び蓄電池からの放電電力量は、交直変換装置によって調整される。

　制御装置は、エネルギマネジメントシステムと交直変換装置との間に介在する装置である。エネルギマネジメントシステムから蓄電池システムに供給される充放電要求は、この制御装置が受信する。制御装置は、充放電要求とともに蓄電池監視装置から供給される蓄電池情報を受信し、充放電要求と蓄電池情報とに基づいて交直変換装置を制御するように構成される。

　制御装置は、休眠制御部を備える。休眠制御部は、蓄電池情報を受信し、それぞれのセルの電圧の平均を蓄電池の劣化を抑制する保持電圧範囲内に保つように交直変換装置に対して充放電指令を出力する休眠制御を実行するように構成される。保持電圧は、蓄電池の劣化を最も抑制できる電圧であり、蓄電池の種類毎に異なる。保持電圧範囲は、この保持電圧を中心とする蓄電池の劣化抑制に好適な範囲であり、予め設定される。

　休眠制御部は、蓄電池情報に含まれる複数のセルの平均電圧を蓄電池の劣化を抑制する保持電圧範囲内に保つように交直変換装置に対して充放電指令を出力する。さらに、休眠制御部は、蓄電池情報に含まれる複数のセルのいずれかの電圧が、保持電圧範囲を内包する許容電圧範囲外にある場合に、休眠制御を停止させる休眠制御停止機能を備える。許容電圧範囲の上限値は、蓄電池が過充電と判断されるインターロック閾値よりは小さく設定され、許容電圧範囲の下限値は、蓄電池が過放電と判断されるインターロック閾値よりは高く設定される。

　本発明に係る蓄電池システムの別の好ましい形態では、休眠制御部は、蓄電池システムが電力系統に利用されるスケジュールを予め記憶し、このスケジュールに従って休眠制御を実行するように構成される。スケジュールは、電力系統の過去の電力需給履歴に基づいて予め作成できる。例えば、スケジュールには、負荷設備の電力需要と発電設備の電力供給とのバランスがとれている時間帯において休眠制御を実行することが計画されている。

　さらに、スケジュールには蓄電池システムが電力系統のピークカットに利用されるピークカット期間と、このピークカット期間前の準備期間が定められることが好ましい。加えて、休眠制御部は、この準備期間において、休眠制御を終了させて蓄電池の電圧を高めるピークカット準備機能を備えることが好ましい。なお、ピークカット期間と準備期間は、上述の休眠制御を実行する時間帯には含まれない。

　本発明に係る蓄電池システムの別の好ましい形態では、制御装置はインターロック処理部をさらに備える。インターロック処理部は、蓄電池システムの異常を検知した場合に、検知した異常の内容に応じたインターロック処理を施すように構成される。蓄電池システムの異常は、例えば、蓄電池監視装置から供給される蓄電池情報から検知することができる。蓄電池システムの異常の検知において、蓄電池情報以外の情報、例えば、交直変換装置からの情報を参照することはもちろん可能である。

　本発明に係る蓄電池システムによれば、複数のセルで構成される蓄電池に対する休眠制御中において、いずれかのセルの電圧が許容電圧範囲外である場合には、休眠制御を停止させる。このため、本発明に係る蓄電池システムによれば、セルの劣化を抑制することができる。また、セルの電圧が異常電圧になる前に、充放電を停止して蓄電池の重障害を未然に防ぐことができる。

本発明の実施の形態１に係るシステム構成を説明するための概念構成図である。本発明の実施の形態１に係るシステムのブロック図である。本発明の実施の形態１において蓄電池システムが用いるスケジュールの一例を説明するための図である。本発明の実施の形態１における休眠制御停止機能を実現するために、蓄電池システムが実行する制御ルーチンのフローチャートである。

　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１．
［実施の形態１の全体構成］
　図１は、本発明の実施の形態１に係るシステム構成を説明するための概念構成図である。図１に示す蓄電池システム１０は、電力系統の送電設備２０に接続される。電力系統には、送電設備２０の他、送電設備２０に接続された発電設備（図示省略）、送電設備２０に接続された負荷設備（図示省略）が含まれる。蓄電池システム１０は、コンピュータネットワーク４０により遠方のエネルギマネジメントシステム（以下、ＥＭＳ）３０に接続される。ＥＭＳ３０は、発電設備の発電量、蓄電池システム１０の充放電量、負荷設備の受電量など、電力系統の電力需給を管理する。

　蓄電池システム１０は、交直変換装置（以下、ＰＣＳ）１００、フロントバッテリーコントロールステーション盤（以下、ＦＢＣＳ盤）１２０、及び蓄電池盤１４０を備える。蓄電池システム１０では、１つのＰＣＳ１００に対して１つのＦＢＣＳ盤１２０が接続され、１つのＦＢＣＳ盤１２０に対して複数の蓄電池盤１４０が並列に接続される。図１では、蓄電池盤１４０は３列であるが、これは単なる一例である。蓄電池盤１４０の並列数はＰＣＳ１００の仕様に基づいて定められる。よって、蓄電池盤１４０の並列数が１列となることもあり得る。また、図１では、蓄電池システム１０は１台のＰＣＳ１００を備えているが、これは単なる一例である。ＰＣＳ１００の並列数は、蓄電池システム１０の仕様に基づいて定められる。よって、ＰＣＳ１００の並列数が複数となることもあり得る。

（蓄電池盤）
　蓄電池盤１４０は、ヒューズ１４１、コンタクタ１４２、蓄電池モジュール１４３、及び蓄電池監視装置（以下、ＢＭＵ：Battery Management Unit）１４４を備える。蓄電池モジュール１４３は、複数のセルが直列に接続されたモジュールである。各セルは、リチウムイオン電池（ＬｉＢ）である。蓄電池モジュール１４３は、コンタクタ１４２及びヒューズ１４１を介して送電線によりＦＢＣＳ盤１２０に接続される。また、蓄電池モジュール１４３は、信号線によりＢＭＵ１４４に接続される。ＢＭＵ１４４は、コンピュータネットワーク５０によりＦＢＣＳ盤１２０上の制御装置１３０に接続され、信号線によりコンタクタ１４２に接続される。

　ＢＭＵ１４４は、蓄電池モジュール１４３の状態を監視する。具体的には、ＢＭＵ１４４は、蓄電池モジュール１４３の状態量を計測する手段として電流センサ（図示省略）、電圧センサ（図示省略）、及び温度センサ（図示省略）を備える。電流センサによって蓄電池モジュール１４３に流れる電流が計測される。セル毎に設けられた電圧センサによって各セルの電圧が計測される。温度センサによって蓄電池モジュール１４３の温度が計測される。これらのセンサは、必ずしもＢＭＵ１４４の筐体の中に入っている必要はない。蓄電池モジュール１４３に取り付けられたこれらのセンサとＢＭＵ１４４とが信号線によって接続されている構成をとることもできる。また、ＢＭＵ１４４による蓄電池モジュール１４３の監視は常時行われる。ただし、本実施の形態でいう常時監視とは、センサから絶え間のない連続した信号を取り込む動作だけでなく、所定の短い周期でセンサの信号を取り込む動作を含む概念である。ＢＭＵ１４４は、各センサによる計測で得られた情報を含む蓄電池情報を制御装置１３０に送信する。

　コンタクタ１４２は、ヒューズ１４１と蓄電池モジュール１４３との間に配備されている。コンタクタ１４２が投入信号を受けると接点がＯＮとなり投入される。また、コンタクタ１４２が開放信号を受けると接点がＯＦＦとなり開放される。例えば、投入信号は所定値［Ａ］以上の電流であり、開放信号は所定値［Ａ］未満の電流である。コンタクタ１４２の投入によってＰＣＳ１００と蓄電池モジュール１４３とは電気的に接続され、コンタクタ１４２の開放によってＰＣＳ１００と蓄電池モジュール１４３との電気的接続は遮断される。

（ＦＢＣＳ盤）
　ＦＢＣＳ盤１２０は、蓄電池盤１４０とＰＣＳ１００とに接続される。具体的には、各蓄電池盤１４０は、個別の送電線によりＦＢＣＳ盤１２０に接続される。個別の送電線はＦＢＣＳ盤の内部で合流し、より太い送電線に接続される。合流後の送電線はＰＣＳ１００に接続される。また、ＦＢＣＳ盤１２０は制御装置１３０を備える。制御装置１３０は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むメモリ、各種情報を入出力する入出力インタフェース、各種情報に基づいて各種演算処理を実行可能なプロセッサを備える。制御装置１３０は、コンピュータネットワーク４０によりＥＭＳ３０に、コンピュータネットワーク５０によりＢＭＵ１４４に、コンピュータネットワーク６０によりＰＣＳ１００に接続される。また、制御装置１３０は、信号線によりコンタクタ１４２に接続される。

　制御装置１３０は、ＰＣＳ１００に対して充放電指令を出す司令塔の役割を担う。一例として、制御装置１３０は、ＥＭＳ３０から送信された充放電要求と、ＢＭＵ１４４から送信された蓄電池情報を受信する。充放電要求は、ＰＣＳ１００に充放電させる有効電力と無効電力に関する要求を含む。ただし、充放電要求には、具体的な電力量を数値で示す具体的要求と、充放電電力を最大にすることを要求する抽象的要求が含まれる。制御装置１３０は、充放電要求と蓄電池情報とに基づいてＰＣＳ１００に対する充放電指令（充放電量［ｋＷ］に相当する）を決定し、ＰＣＳ１００に送信する。また、制御装置１３０は、蓄電池モジュール１４３の性能・寿命を安全且つ最大に制御する機能、ＰＣＳ１００に対してトリップ信号を出力する機能、コンタクタ１４２を投入・開放させる機能等を備える。

（ＰＣＳ）
　ＰＣＳ１００は、変圧器を介して送電線により送電設備２０に接続される。ＰＣＳ１００は、電力系統の交流電力を直流電力に変換して蓄電池モジュール１４３に充電する充電機能と、蓄電池モジュール１４３の直流電力を交流電力に変換して電力系統に放電する放電機能とを備える。蓄電池モジュール１４３への充電電力量、及び蓄電池モジュール１４３からの放電電力量は、ＰＣＳ１００によって調整される。ＰＣＳ１００による充放電電力量の調整は、制御装置１３０から供給される充放電指示に従って行われる。ＰＣＳ１００は電流センサ（図示省略）と電圧センサ（図示省略）とを備え、ＰＣＳ１００はこれらのセンサの出力値を参照して充放電電力量の調整を実施する。

［実施の形態１の特徴的構成］
　図２は、本発明の実施の形態１に係るシステムのブロック図である。図２における制御装置１３０を示すブロック内には、制御装置１３０が備える種々の機能のうちの一部がブロックで表されている。これらブロックのそれぞれに演算資源が割り当てられている。制御装置１３０には各ブロックに対応するプログラムが用意され、それらがプロセッサによって実行されることで各ブロックの機能が制御装置１３０において実現される。

　制御装置１３０は、ＥＭＳ３０から充放電要求を受信し、ＢＭＵ１４４から蓄電池情報を受信する。制御装置１３０は、充放電要求と蓄電池情報とに基づいて充放電指令を決定し、充放電指令をＰＣＳ１００に送信する。

（休眠制御機能）
　制御装置１３０は休眠制御機能を有し、その機能は休眠制御部１３１が受け持つ。休眠制御部１３１は、充放電をしばらく行わない場合に、蓄電池モジュール１４３の放置劣化を抑制するために、セル電圧を所定の保持電圧範囲に保つ休眠モード運転を実行する。例えば、休眠制御部１３１は、ＥＭＳ３０から、あるいはＦＢＣＳ盤に接続された操作装置から休眠モード運転指令がなされた場合に休眠制御を実行する。保持電圧範囲は、例えば３．８［Ｖ］±数百［ｍＶ］とする。

　休眠制御についてより具体的に説明する。制御装置１３０は、蓄電池モジュール１４３を構成する全セルの平均電圧（セル平均電圧）が保持電圧範囲の上限値よりも高い場合には、ＰＣＳ１００に対して放電指令を出力する。セル平均電圧が保持電圧範囲の上限値以下かつ下限値以上の場合には、ＰＣＳ１００に対する充放電指令を０とし自然放電させる。セル平均電圧が保持電圧範囲の下限値よりも低い場合には、ＰＣＳ１００に対して充電指令を出力する。このような休眠制御により、セル平均電圧が保持電圧範囲内に維持される。

（休眠制御停止機能）
　加えて、制御装置１３０は休眠制御停止機能を有し、その機能は休眠制御部１３１が受け持つ。特定のセルに異常があった場合、セル平均電圧は保持電圧範囲内であるが、当該セルの電圧は、保持電圧範囲を超えて高く又は低くなるおそれがある。このような場合に休眠制御を継続すれば、蓄電池モジュール１４３の劣化を抑制できないばかりか、当該セルの劣化を早めるおそれがある。

　そこで、休眠制御部１３１は、蓄電池モジュール１４３のいずれかのセルの電圧が、許容電圧範囲外にある場合に、休眠制御を停止させる。許容電圧範囲は、保持電圧範囲を内包する。そのため、許容電圧範囲の上限値は保持電圧範囲の上限値よりも高く、許容電圧範囲の下限値は保持電圧範囲の下限値よりも低く設定される。

　なお、休眠制御停止とインターロック処理とは、その目的・判定基準が異なる。休眠制御停止は、インターロック処理がなされるような重障害が生じるよりも前にＰＣＳ１００に充放電を停止させて、重障害の発生を未然に防ぐための予防的制御である。そのため、許容電圧範囲の上限値は、インターロック処理を判定する上限閾値（例えば過充電を示す閾値）よりも低く、許容電圧範囲の下限値は、インターロック処理を判定する下限閾値（例えば過放電を示す閾値）よりも高く設定される。

（休眠制御スケジュール機能）
　制御装置１３０は休眠制御スケジュール機能を有し、その機能は休眠制御部１３１が受け持つ。休眠制御部１３１は、蓄電池システム１０が電力系統に利用されるスケジュールを予め記憶し、このスケジュールに従って休眠制御を実行する。スケジュールは、電力系統の過去の電力需給履歴に基づいて予め作成できる。

　例えば、スケジュールには、ピークカット期間、ピークカット準備期間、休眠制御期間が設定されている。図３は、本発明の実施の形態１において蓄電池システムが用いるスケジュールの一例を説明するための図である。ピークカット期間は、蓄電池システム１０が電力系統のピークカットに利用される時間帯である。図３において、ピークカット期間は１０時から１７時までの時間帯である。ピークカット準備期間は、次のピークカット期間における電力供給に備えて、電圧を高める準備期間である。図３において、ピークカット準備期間は９時から１０時までの時間帯である。休眠制御期間は、負荷設備の電力需要と発電設備の電力供給とのバランスがとれている（蓄電池の充放電量が０）時間帯であり、ピークカット期間やピークカット準備期間を除く時間帯である。図３において、休眠制御期間は５時から９時までと１７時から２３時までの時間帯である。

　休眠制御部１３１は、休眠制御期間において休眠制御を実行する。好ましくは、休眠制御部は、ピークカット準備期間において休眠制御を終了させて蓄電池の電圧を高めるピークカット準備機能を備える。

（インターロック機能）
　また、制御装置１３０はインターロック機能を有し、その機能はインターロック処理部１３２が受け持つ。蓄電池モジュール１４３のインターロックは、ＢＭＵ１４４が過放電、過充電、温度異常等を検出した場合に、ＢＭＵ１４４によっても行われる。しかし、これらの異常が発生したときには、蓄電池は既にかなりの過負荷状態になっている。そこで、本実施の形態のシステムでは、ＢＭＵ１４４によるインターロックが実行される前に、ソフトウェアインターロックによりＰＣＳ１００、コンタクタ１４２を制御する。インターロック処理部１３２は、蓄電池システム１０の異常を検知した場合に、検知した異常の内容に応じたインターロック処理を施す。具体的には、インターロック処理は、ＰＣＳ１００へトリップ信号を出力する処理や、コンタクタ１４２を開放させる処理である。なお、ＢＭＵ１４４に先駆けてインターロック処理を実行するために、電流、電圧、温度等のインターロック閾値は、ＢＭＵ１４４に設定された閾値よりも低く設定されている。

（フローチャート）
　図４は、本発明の実施の形態１における休眠制御停止機能を実現するために、蓄電池システム１０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。このフローチャートに示す制御装置１３０の処理は、休眠制御部１３１の機能によって実現される処理である。制御装置１３０のメモリには、図４に示すフローチャートの処理を実行するプログラムが記憶されており、制御装置１３０のプロセッサがプログラムを読み出して、実行することにより図４に示す処理が実現される。

　図４に示すルーチンが実行される前提として、他のルーチンにおいて休眠制御が実行中である。休眠制御の詳細は、休眠制御機能の説明において述べたとおりである。

　図４に示すルーチンでは、まず、ＢＭＵ１４４は、上述した各種センサを用いて蓄電池情報を常時取得する（ステップＳ４０１）。蓄電池情報には、蓄電池モジュール１４３に流れる電流、各セルの電圧、蓄電池モジュール１４３の温度が含まれる。その後、ＢＭＵ１４４は、取得した蓄電池情報を制御装置１３０に送信する（ステップＳ４０２）。

　制御装置１３０は、ＢＭＵ１４４から送信された蓄電池情報を受信する（ステップＳ２０１）。なお、制御装置１３０における以下の各処理は、蓄電池情報が受信される度に、セル数に応じて実行される。

　制御装置１３０は、蓄電池モジュール１４３を構成する複数のセルのそれぞれのセルについて電圧（セル電圧）が、許容電圧範囲の上限値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ２０２）。上述したように許容電圧範囲は保持電圧範囲を内包する。いずれかのセルについて、セル電圧が上限値よりも高い場合には、制御装置１３０は、充電を停止させ、蓄電池モジュール１４３に対する休眠制御を停止させる決定をする（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４の処理は、蓄電池モジュール１４３のセル平均電圧が保持電圧範囲内であっても優先して実行される。制御装置１３０は、充電を停止させると共に休眠制御を停止させる充放電指令を決定する（ステップＳ２０７）。制御装置１３０は、決定した充放電指令をＰＣＳ１００に送信する（ステップＳ２０８）。ＰＣＳ１００は、制御装置１３０から送信された充放電指令を受信する（ステップＳ３０１）。ＰＣＳ１００は、充放電指令に従って充放電操作を実行する（ステップＳ３０２）。具体的には、ＰＣＳ１００は、充電を停止し、休眠制御を停止する。

　ステップＳ２０２において、セル電圧が上限値以下の場合には、セル電圧が許容電圧範囲の下限値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２０３）。いずれかのセルについて、セル電圧が下限値よりも低い場合には、制御装置１３０は、放電を停止させ、蓄電池モジュール１４３に対する休眠制御を停止させる決定をする（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６の処理は、蓄電池モジュール１４３のセル平均電圧が保持電圧範囲内であっても優先して実行される。制御装置１３０は、放電を停止させると共に休眠制御を停止させる充放電指令を決定する（ステップＳ２０７）。制御装置１３０は、決定した充放電指令をＰＣＳ１００に送信する（ステップＳ２０８）。ＰＣＳ１００は、制御装置１３０から送信された充放電指令を受信する（ステップＳ３０１）。ＰＣＳ１００は、充放電指令に従って充放電操作を実行する（ステップＳ３０２）。具体的には、ＰＣＳ１００は、放電を停止し、休眠制御を停止する。

　ステップＳ２０３において、セル電圧が下限値以上の場合には、セル電圧が許容電圧範囲内にあるため、休眠制御を継続する決定をする（ステップＳ２０５）。制御装置は、休眠制御のための充放電指令を決定する（ステップＳ２０７）。制御装置１３０は、決定した充放電指令をＰＣＳ１００に送信する（ステップＳ２０８）。ＰＣＳ１００は、制御装置１３０から送信された充放電指令を受信する（ステップＳ３０１）。ＰＣＳ１００は、充放電指令に従って充放電操作を実行する（ステップＳ３０２）。

　以上説明したように、本実施の形態の蓄電池システム１０は、複数のセルで構成される蓄電池モジュール１４３に対する休眠制御中に、いずれかのセルの電圧が許容電圧範囲外となった場合には、休眠制御を停止させる。このため、本発明に係る蓄電池システムによれば、セルの劣化を抑制することができる。また、本発明に係る蓄電池システムによれば、セルの電圧が異常電圧になる前に、充放電を停止させて、蓄電池モジュール１４３の重障害発生を未然に防ぐことができる。

　また、本実施の形態の蓄電池システム１０は、休眠制御期間とピークカット期間との間にピークカット準備期間を設けることで、ピークカット準備期間の前までは、休眠制御による蓄電池の劣化抑制を図ることができる。また、ピークカット準備期間を設けることでピークカット期間に備えることができる。

　ところで、上述した実施の形態１のシステムにおいては、制御装置１３０をＦＢＣＳ盤１２０に配置することとしているが、制御装置１３０の配置位置はこれに限定されるものではない。例えば、ＰＣＳ１００、蓄電池盤１４０、または、いずれかのＢＭＵ１４４に配置することとしてもよい。また、制御装置１３０に実装される各種機能をＰＣＳ１００に実装して、ＰＣＳ１００が各種機能を搭載することとしてもよい。蓄電池盤１４０、ＢＭＵ１４４についても同様である。

１０　蓄電池システム
２０　送電設備
３０　エネルギマネジメントシステム（ＥＭＳ）
４０，５０，６０　コンピュータネットワーク
１００　交直変換装置（ＰＣＳ）
１２０　ＦＢＣＳ盤
１３０　制御装置
１３１　休眠制御部
１３２　インターロック処理部
１４０　蓄電池盤
１４１　ヒューズ
１４２　コンタクタ
１４３　蓄電池モジュール
１４４　蓄電池監視装置（ＢＭＵ）

Claims

　電力系統に接続される蓄電池システムであって、前記電力系統の電力需給を管理するエネルギマネジメントシステムからの充放電要求に基づいて動作する蓄電池システムにおいて、
　複数のセルが直列に接続されてなる蓄電池と、
　前記蓄電池の状態を常時監視する蓄電池監視装置と、
　前記電力系統の交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に充電する機能と、前記蓄電池の直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に放電する機能とを有する交直変換装置と、
　前記充放電要求と、前記蓄電池監視装置から供給される蓄電池情報とを受信し、前記充放電要求と前記蓄電池情報とに基づいて前記交直変換装置を制御する制御装置と、を備え、
　前記制御装置は、
　前記蓄電池情報を受信し、前記複数のセルの平均電圧を前記蓄電池の劣化を抑制する保持電圧範囲内に保つように前記交直変換装置に対して充放電指令を出力する休眠制御を実行する休眠制御部を備え、
　前記休眠制御部は、前記蓄電池情報に含まれる前記複数のセルのいずれかの電圧が、前記保持電圧範囲を内包する許容電圧範囲外にある場合に、前記休眠制御を停止させる休眠制御停止機能を備える
ことを特徴とする蓄電池システム。
　前記制御装置は、前記蓄電池システムの異常を検知した場合に、検知した異常の内容に応じたインターロック処理を施すインターロック処理部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池システム。
　前記インターロック処理部は、前記蓄電池情報から前記蓄電池システムの異常を検知するように構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の蓄電池システム。
　前記休眠制御部は、前記蓄電池システムが前記電力系統に利用されるスケジュールを予め記憶し、前記スケジュールに従って前記休眠制御を実行する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電池システム。
　前記スケジュールには、前記蓄電池システムが前記電力系統のピークカットに利用されるピークカット期間と、前記ピークカット期間前の準備期間が定められ、
　前記休眠制御部は、前記準備期間において、前記休眠制御を終了させて前記蓄電池の電圧を高めるピークカット準備機能をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電池システム。