WO2017033401A1 - 蓄電制御装置、電力変換装置、蓄電システム、蓄電制御方法、およびプログラム - Google Patents
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- the present invention relates to a power storage control device, a power conversion device, a power storage system, a power storage control method, and a program.
- a power storage system includes the above power storage control device and a storage battery whose charging and discharging are controlled by the power storage control device.
- the control unit 11 continues the autonomous operation.
- control unit (11) is configured to operate during the interconnected operation after switching from the independent operation.
- the storage battery (2) is configured to control charging.
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Abstract
本発明の課題は、蓄電池が過放電になるのを回避し易くすることにある。蓄電制御装置(1)は、蓄電池(2)の充電および放電を制御する制御部(11)を備える。制御部(11)は、電力系統(6)に連系させて蓄電池(2)の放電を行う連系運転と、電力系統(6)に連系させないで蓄電池(2)の放電を行う自立運転とを切り替えるように構成される。そして、制御部(11)は、自立運転時において、蓄電池(2)の残量が閾値(第1閾値)以下である第1条件と、電力系統(6)に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、連系運転に切り替える。
Description
本発明は、蓄電制御装置、電力変換装置、蓄電システム、蓄電制御方法、およびプログラムに関する。
従来、蓄電池の充電および放電を制御する装置が知られており、たとえば特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の装置は、放電電池(蓄電池)の電圧の減衰率が所定値を越えた時、放電を停止させている。
ところで、蓄電池は、その放電を停止させた後でも、放置されると自然放電する。そして、上記従来例のように蓄電池の放電を停止させた場合でも、自然放電により蓄電池が放電し過ぎる(蓄電池が過放電になる)可能性がある。このため、蓄電池が過放電になるのを回避する対策が望まれている。
本発明は、上記の点に鑑みてなされており、蓄電池が過放電になるのを回避し易くすることを目的とする。
本発明の一態様に係る蓄電制御装置は、蓄電池の充電および放電を制御する制御部を備える。前記制御部は、電力系統に連系させて前記蓄電池の充電および放電を行う連系運転と、前記電力系統に連系させないで前記蓄電池の放電を行う自立運転とを切り替えるように構成される。前記制御部は、前記自立運転時において、前記蓄電池の残量が閾値以下である第1条件と、前記電力系統に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、前記連系運転に切り替えるように構成される。
本発明の一態様に係る電力変換装置は、上記の蓄電制御装置と、前記制御部に制御されることにより前記蓄電池の充電および放電を行う電力変換部とを備える。
本発明の一態様に係る蓄電システムは、上記の蓄電制御装置と、前記蓄電制御装置により充電および放電を制御される蓄電池とを備える。
本発明の一態様に係る蓄電制御方法は、蓄電池の充電および放電を制御する蓄電制御方法である。前記蓄電制御方法は、電力系統に連系させて前記蓄電池の充電および放電を行う連系運転と、前記電力系統に連系させないで前記蓄電池の放電を行う自立運転とを切り替えるステップを有する。前記蓄電制御方法は、前記自立運転時において、前記蓄電池の残量が閾値以下である第1条件と、前記電力系統に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、前記連系運転に切り替えるステップをさらに有する。
本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、制御部として機能させる。前記制御部は、蓄電池の充電および放電を制御するように構成される。かつ、前記制御部は、電力系統に連系させて前記蓄電池の充電および放電を行う連系運転と、前記電力系統に連系させないで前記蓄電池の放電を行う自立運転とを切り替えるように構成される。かつ、前記制御部は、前記自立運転時において、前記蓄電池の残量が閾値以下である第1条件と、前記電力系統に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、前記連系運転に切り替えるように構成される。
本実施形態は、蓄電制御装置1、電力変換装置102、蓄電システム101、蓄電制御方法、およびプログラムに関する。より詳細には、蓄電池2の充電および放電を制御する蓄電制御装置1、電力変換装置102、蓄電システム101、蓄電制御方法、およびプログラムに関する。
本実施形態の蓄電制御装置1は、図1に示すように、蓄電池2の充電および放電を制御する制御部11を備えている。制御部11は、電力系統6に連系させて蓄電池2の充電および放電を行う連系運転と、電力系統6に連系させないで蓄電池2の放電を行う自立運転とを切り替えるように構成されている。そして、制御部11は、自立運転時において、蓄電池2の残量が閾値(第1閾値TH1)以下である第1条件と、電力系統6に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、連系運転に切り替えるように構成されている。
また、本実施形態の電力変換装置102は、蓄電制御装置1と、制御部11に制御されることにより蓄電池2の充電および放電を行う電力変換部3とを備えている。
また、本実施形態の蓄電システム101は、蓄電制御装置1と、蓄電制御装置1により充電および放電を制御される蓄電池2とを備えている。なお、本実施形態の蓄電制御方法およびプログラムについては、後述する。
<全体構成>
以下、本実施形態の蓄電制御装置1、電力変換装置102、蓄電システム101、蓄電制御方法、およびプログラムについて詳しく説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。なお、図1において、一点鎖線は、信号の流れを表している。
以下、本実施形態の蓄電制御装置1、電力変換装置102、蓄電システム101、蓄電制御方法、およびプログラムについて詳しく説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。なお、図1において、一点鎖線は、信号の流れを表している。
本実施形態の蓄電システム101は、図1に示すように、たとえば戸建ての住戸などの需要家施設200に適用される。需要家施設200は、電力会社から商用電力を供給されている施設であればよく、たとえば集合住宅や事業所、工場などであってもよい。
本実施形態の蓄電システム101は、図1に示すように、蓄電制御装置1と、蓄電池2と、電力変換部3と、操作端末4とを備えている。本実施形態の蓄電システム101では、蓄電池2および電力変換部3が蓄電装置100を構成している。もちろん、蓄電池2、電力変換部3、および操作端末4が蓄電装置100を構成してもよい。本実施形態の蓄電システム101は、分電盤5を介して商用電源AC1を含む電力系統6に電気的に接続されている。また、分電盤5の負荷側には、2つの系統負荷71と、1つの自立負荷72とが電気的に接続されている。
系統負荷71は、分電盤5内の分岐ブレーカにより分岐された分岐電路61に電気的に接続されている。系統負荷71は、電力系統6が電力を供給している通常状態において電力を供給される負荷である。また、自立負荷72は、自立電路62に電気的に接続されている。自立電路62は、切替装置8に電気的に接続されている。切替装置8は、系統負荷71が接続される分岐電路61とは異なる分岐電路61に電気的に接続されている。自立負荷72は、通常状態においては電力系統6から電力を供給され、商用電源AC1が停電しているなどの電力系統6の異常状態においては蓄電池2から電力を供給される負荷である。系統負荷71および自立負荷72は、たとえば照明装置、空調装置、情報機器などの電気機器である。
本実施形態では、分電盤5に接続される系統負荷71は2つであるが、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、本実施形態の蓄電システム101では、分電盤5に接続される自立負荷72は1つであるが、複数であってもよい。
蓄電池2は、図1に示すように、1乃至複数(ここでは、4つ)の電池モジュール21と、出力部22とを備えている。蓄電池2は、電力変換部3を介して分電盤5に電気的に接続されている。電池モジュール21は、たとえばリチウムイオン電池などの二次電池であるセルを複数接続して構成されている。電池モジュール21に用いられる二次電池は、リチウムイオン電池の他に、鉛電池などであってもよい。
出力部22は、蓄電制御装置1からの要求に応じて、蓄電池2の特性を示す特性データを蓄電制御装置1に出力する。特性データは、たとえば蓄電池2の残量を、使用可能領域、保護領域、過放電領域に区分けするための閾値である。蓄電池2の残量は、たとえば電圧測定方式で測定された蓄電池2の端子電圧で表されてもよいし、たとえばクーロン・カウンタ方式で測定された蓄電池2の電池容量で表されてもよい。
使用可能領域は、ユーザが蓄電池2を実際に使用(放電)することのできる領域である。たとえば、使用可能領域は、蓄電池2が満充電のときの残量を充電率100%として、充電率0~100%で表される。本実施形態の蓄電システム101では、使用可能領域は、図2に示すように、蓄電池2の残量が第1閾値TH1(ここでは、充電率0%)よりも大きい領域である。
保護領域は、蓄電池2の残量が過放電領域に達することがないように、ユーザによる蓄電池2の使用を禁止する領域である。本実施形態の蓄電システム101では、保護領域は、図2に示すように、蓄電池2の残量が第2閾値TH2(<TH1)よりも大きく、かつ第1閾値TH1以下の領域である。
過放電領域は、蓄電池2が放電し過ぎることで、蓄電池2が過放電になる領域である。蓄電池2が過放電になった状態で、さらに蓄電池2の放電が進むと、蓄電池2に電圧を加えても充電のための化学反応が発生せず、蓄電池2の充電ができない状態になる可能性がある。本実施形態の蓄電システム101では、過放電領域は、図2に示すように、蓄電池2の残量が第2閾値TH2以下の領域である。
出力部22は、電池モジュール21ごとの特性データから蓄電池2の特性データを算出し、蓄電制御装置1に出力するように構成されていてもよい。また、出力部22は、予め蓄電池2に記憶されている蓄電池2の特性データを蓄電制御装置1に出力するように構成されていてもよい。その他、出力部22は、電池モジュール21ごとの特性データを蓄電制御装置1に出力するように構成されていてもよい。この場合、蓄電制御装置1は、取得した電池モジュール21ごとの特性データから、蓄電池2の特性データを算出する。
電力変換部3は、制御部11に制御されることにより、蓄電池2の充電および放電を行う機能を有している。電力変換部3は、連系接続部31と、自立接続部32とを有している。連系接続部31は、交流電路63を介して分電盤5に電気的に接続されている。自立接続部32は、交流電路64を介して切替装置8に電気的に接続されている。
電力変換部3は、連系接続部31を介して電力系統6から供給される交流電力を直流電力に変換し、この直流電力により蓄電池2を充電する機能を有する。また、電力変換部3は、蓄電池2から供給される直流電力を交流電力に変換し、連系運転時であれば連系接続部31から、自立運転時であれば自立接続部32から交流電力を出力することで、蓄電池2を放電する機能を有する。さらに、電力変換部3は、連系運転時であれば、電力系統6との連系が可能となるように、出力する交流電力の周波数および出力電圧を調節する機能を有する。
本実施形態の蓄電システム101では、図1に示すように、蓄電制御装置1と電力変換部3とを含む構成により、電力変換装置102が構成されている。もちろん、蓄電制御装置1と蓄電装置100(つまり、蓄電池2および電力変換部3)とで電力変換装置102が構成されていてもよい。なお、電力変換装置102と蓄電池2とは、別体に設けられていてもよい。
操作端末4は、たとえばリモートコントローラや携帯端末(スマートフォンやタブレット)、パーソナルコンピュータなどである。操作端末4は、有線通信または無線通信により、蓄電制御装置1と通信可能に構成されている。本実施形態の蓄電システム101では、操作端末4は、ユーザによる操作に応じて、連系運転および自立運転を切り替える指示を蓄電制御装置1に与える機能を有している。本実施形態の蓄電システム101では、操作端末4は蓄電制御装置1と別体に設けられているが、蓄電制御装置1に含まれていてもよい。この場合、操作端末4は、たとえばタッチパネルディスプレイで構成されていてもよいし、押釦スイッチで構成されていてもよい。また、操作端末4は、電力変換装置102に設けられていてもよい。その他、操作端末4と、蓄電装置100と、蓄電制御装置1とが一体に設けられていてもよい。
<蓄電制御装置の構成>
以下、本実施形態の蓄電制御装置1について詳細に説明する。本実施形態の蓄電制御装置1は、図1に示すように、制御部11と、運転切替部12と、取得部13とを備えている。本実施形態の蓄電制御装置1では、運転切替部12および取得部13は、制御部11と別体に設けられているが、制御部11と一体に設けられていてもよい。つまり、運転切替部12および取得部13は、制御部11の機能の一部であってもよい。
以下、本実施形態の蓄電制御装置1について詳細に説明する。本実施形態の蓄電制御装置1は、図1に示すように、制御部11と、運転切替部12と、取得部13とを備えている。本実施形態の蓄電制御装置1では、運転切替部12および取得部13は、制御部11と別体に設けられているが、制御部11と一体に設けられていてもよい。つまり、運転切替部12および取得部13は、制御部11の機能の一部であってもよい。
制御部11は、電力変換部3に対して蓄電池2の充電および放電を指示する機能を有している。言い換えれば、制御部11は、蓄電池2の充電および放電を制御する。たとえば連系運転時において、制御部11は、電力変換部3に指示することで、蓄電池2が電力系統6から受ける電力、および蓄電池2から電力系統6へ逆潮流する電力を調整することができる。たとえば、連系運転時において、蓄電池2が十分に充電されていれば、制御部11は、蓄電池2を放電するように電力変換部3に指示し、その放電電力を分電盤5を介して電力系統6に逆潮流させる。また、連系運転時において、蓄電池2の残量が不足する場合には、制御部11は、電力系統6から蓄電池2に電力を供給させることで、蓄電池2を充電するように電力変換部3に指示する。
また、自立運転時において、制御部11は、電力変換部3に指示することで、蓄電池2から放電する電力を調整することができる。たとえば、自立運転時において、蓄電池2が十分に充電されていれば、制御部11は、蓄電池2を放電するように電力変換部3に指示し、その放電電力を自立負荷72に供給させる。また、自立運転時において、蓄電池2の残量が不足する場合には、制御部11は、蓄電池2の放電を停止するように電力変換部3に指示する。
また、制御部11は、電力系統6の状態を監視する。具体的には、電力変換部3は、連系接続部31に入力される交流電圧を検知することで、電力系統6が電力を供給している通常状態と、停電などにより電力系統6が電力の供給を停止している異常状態とのいずれの状態にあるかを判別する。そして、制御部11は、電力変換部3から電力系統6の状態に関するデータを取得することで、電力系統6が通常状態および異常状態のいずれにあるかを監視する。
運転切替部12は、切替装置8を制御することで、連系運転および自立運転を切り替える。具体的には、運転切替部12は、切替装置8を制御することで、分岐電路61を自立電路62に接続させ、かつ、電力変換部3に指示することで、連系運転に切り替える。また、運転切替部12は、切替装置8を制御することで、交流電路64を自立電路62に接続させ、かつ、電力変換部3に指示することで、自立運転に切り替える。ここで、本実施形態の蓄電制御装置1では、運転切替部12は、制御部11により制御される。つまり、制御部11は、運転切替部12を制御することにより、連系運転および自立運転を切り替えるように構成されている。
制御部11(運転切替部12)による連系運転および自立運転の切り替えは、たとえばユーザの選択に委ねられる。つまり、たとえば連系運転時において停電などにより電力系統6に異常が発生した場合、ユーザが操作端末4を操作することで、連系運転から自立運転に切り替えられる。また、たとえば自立運転時において、商用電源AC1が復電して電力系統6が通常状態に戻った場合、ユーザが操作端末4を操作することで、自立運転から連系運転に切り替えられる。もちろん、制御部11(運転切替部12)は、電力系統6の状態を監視し、電力系統6が異常状態になると連系運転から自立運転に自動的に切り替える構成であってもよい。
ここで、ユーザによる操作端末4の操作は、たとえば連系運転に対応する釦、および自立運転に対応する釦のいずれかをユーザが押すことにより行われてもよい。もちろん、ユーザの操作対象は釦に限らず、たとえばレバーなどであってもよい。また、ユーザによる操作端末4の操作は、たとえば連系運転から自立運転への切り替え、あるいは自立運転から連系運転からの切り替えに同意するか否かをユーザが選択することにより行われてもよい。たとえば、操作端末4のディスプレイに「連系運転から自立運転へ切り替えますがよろしいですか?」という質問を表示させれば、ユーザは、この質問に対して同意するか否かを選択する操作を行えばよい。この場合、ユーザが連系運転および自立運転のいずれの運転をさせるかを迷わずに同意するのみで済むため、ユーザによる操作を簡易化できる。
取得部13は、蓄電池2から出力されるデータを取得する。具体的には、取得部13は、蓄電池2の出力部22が出力する蓄電池2の特性データを取得する。また、取得部13は、たとえば蓄電池2の端子電圧を検知することにより、蓄電池2の残量を示すデータを取得する。
なお、取得部13は、蓄電池2の残量を示すデータを蓄電池2から取得してもよい。この場合、蓄電池2は、たとえば蓄電池2の端子電圧や電池容量を検知し、検知結果を出力部22から蓄電制御装置1に出力すればよい。また、蓄電池2の残量としては、蓄電池2が複数の電池モジュール21で構成されている場合、これら電池モジュール21の残量の最大値を用いてもよい。その他、蓄電池2の残量としては、複数の電池モジュール21の残量の最小値や平均値などを用いてもよい。
また、本実施形態の蓄電制御装置1は、需要家施設200に設置された電力の遠隔検針用のスマートメータ、ルータ、またはホームゲートウェイなどを介して、インターネットなどを含む広域ネットワーク300に接続されている。そして、蓄電制御装置1は、広域ネットワーク300上の上位サーバ400との間で通信することができる。上位サーバ400は、たとえば電力会社やアグリゲータ(Aggregator)などによって管理される。
<動作>
以下、本実施形態の蓄電制御装置1、電力変換装置102、および蓄電システム101の動作について説明する。ただし、以下では、たとえば停電などにより電力系統6に異常が発生し、連系運転から自立運転に切り替わっていることを前提として説明する。また、以下では、ユーザが連系運転への切り替えの指示を忘れていることを前提として説明する。もちろん、以下で説明する動作に関わらず、電力系統6が通常状態に戻っている場合、ユーザによる連系運転への切り替えの指示を受ければ、制御部11は、自立運転から連系運転に切り替える。
以下、本実施形態の蓄電制御装置1、電力変換装置102、および蓄電システム101の動作について説明する。ただし、以下では、たとえば停電などにより電力系統6に異常が発生し、連系運転から自立運転に切り替わっていることを前提として説明する。また、以下では、ユーザが連系運転への切り替えの指示を忘れていることを前提として説明する。もちろん、以下で説明する動作に関わらず、電力系統6が通常状態に戻っている場合、ユーザによる連系運転への切り替えの指示を受ければ、制御部11は、自立運転から連系運転に切り替える。
制御部11は、自立運転時において、取得部13で取得した蓄電池2の特性データを参照することで、蓄電池2の残量が閾値(第1閾値TH1)以下である第1条件を満たすか否かを監視している(図3の「ステップS11」、および図4の「ステップS22」参照)。また、制御部11は、商用電源AC1の状態を監視することで、商用電源AC1(電力系統6)に異常が発生していない第2条件を満たすか否かを監視している(図3の「ステップS12」、および図4の「ステップS21」参照)。そして、制御部11は、自立運転時において、第1条件および第2条件の両方を満たすとき、連系運転に切り替える(図3の「ステップS13」、および図4の「ステップS23」参照)。なお、制御部11は、第1条件および第2条件の両方を満たすまでは、自立運転を継続させる(図3の「ステップS14」、および図4の「ステップS24」参照)。
まず、図3に示すように、第1条件、第2条件の順に条件を満たす場合について説明する。自立運転時においては、蓄電池2が放電することで、蓄電池2から自立負荷72へ電力が供給される。このため、蓄電池2の残量は、時間経過に伴って減少する。そして、蓄電池2の残量が第1閾値TH1以下となり、保護領域に達すると、制御部11は、過放電領域に達するのを防止すべく、蓄電池2の放電を停止させる。
このとき、第1条件が満たされるが、この時点で商用電源AC1が復電していないため、電力系統6の異常状態が継続している。つまり、この時点では第2条件が満たされていないので、制御部11は、自立運転を継続させる。
第1条件が満たされた後に、商用電源AC1が復電すると、電力系統6に異常が発生していない通常状態に戻るため、第2条件が満たされる。そして、制御部11は、第1条件および第2条件の両方が満たされるので、自立運転から連系運転に切り替える。このとき、蓄電池2の残量は第1閾値TH1以下であるので、蓄電池2は、電力系統6から供給される電力により、十分な残量になるまで(たとえば、満充電になるまで)充電される。
次に、図4に示すように、第2条件、第1条件の順に条件を満たす場合について説明する。自立運転時において、商用電源AC1が復電すると、上記と同様に第2条件が満たされる。この時点では、蓄電池2の残量が第1閾値TH1よりも大きく、第1条件が満たされていないので、制御部11は、自立運転を継続させる。
第2条件が満たされた後、蓄電池2が放電し続け、蓄電池2の残量が第1閾値TH1以下になると、第1条件が満たされる。そして、制御部11は、第1条件および第2条件の両方が満たされるので、自立運転から連系運転に切り替える。このとき、上記と同様に、蓄電池2は、電力系統6から供給される電力により、十分な残量になるまで充電される。
<効果>
上述のように、本実施形態の蓄電制御装置1、電力変換装置102、および蓄電システム101では、制御部11は、自立運転時において、第1条件と第2条件とを満たすとき、連系運転に切り替える。より具体的には、制御部11は、自立運転時において、第1条件および第2条件の少なくとも一方を満たしていないときに自立運転を継続し、第1条件および第2条件の両方を満たすときに連系運転に切り替える。
上述のように、本実施形態の蓄電制御装置1、電力変換装置102、および蓄電システム101では、制御部11は、自立運転時において、第1条件と第2条件とを満たすとき、連系運転に切り替える。より具体的には、制御部11は、自立運転時において、第1条件および第2条件の少なくとも一方を満たしていないときに自立運転を継続し、第1条件および第2条件の両方を満たすときに連系運転に切り替える。
このため、本実施形態では、制御部11は、自立運転時において、蓄電池2の残量が閾値(第1閾値TH1)以下であり、かつ、電力系統6が通常状態に戻った場合、ユーザによる指示を待たずに連系運転に切り替える。したがって、本実施形態では、ユーザが運転の切り替えの指示を忘れた場合でも、蓄電池2が自立運転の状態で放置され難く、蓄電池2が過放電になるのを回避し易くすることができる。
また、本実施形態の蓄電制御装置1、電力変換装置102、および蓄電システム101では、制御部11は、連系運転と自立運転とを外部からの入力(ここでは、操作端末4での操作に応じた指示)により切り替える機能をさらに有している。このため、本実施形態では、制御部11は、自立運転時において、原則、ユーザの指示を受けてから連系運転に切り替える。つまり、本実施形態では、ユーザの意思を尊重しつつ、蓄電池2が過放電になるのを回避し易くすることができる。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。
また、本実施形態の蓄電制御装置1、電力変換装置102、および蓄電システム101では、制御部11は、自立運転から切り替わった後の連系運転時において、蓄電池2を充電するように制御している。このため、本実施形態では、自立運転から連系運転に切り替わると蓄電池2が充電されるので、蓄電池2がより過放電になり難い。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。
また、本実施形態の蓄電制御装置1、電力変換装置102、および蓄電システム101では、第1条件は、蓄電池2の残量が、閾値である第1閾値TH1以下であり、かつ第1閾値TH1よりも小さい第2閾値TH2よりも大きいという条件である。つまり、本実施形態では、自立運転から連系運転に切り替える条件となる蓄電池2の残量の範囲を限定している。
このため、本実施形態では、たとえば蓄電池2の残量が過放電領域に達する値を第2閾値TH2に設定すれば、蓄電池2の残量が過放電領域に達した状態では第1条件を満たさなくなるので、連系運転に切り替えられてしまうのを防止することができる。つまり、本実施形態では、蓄電池2が放電し過ぎて充電するのが好ましくない状態になったときに、連系運転に切り替えられてしまうのを防止することができる。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。
また、本実施形態の蓄電制御装置1、電力変換装置102、および蓄電システム101では、制御部11は、第1条件を満たすときに蓄電池2の放電を停止させている。言い換えれば、制御部11は、蓄電池2の残量が保護領域に達すると、蓄電池2の放電を停止させている。このため、本実施形態では、蓄電池2の放電を停止させることで、電力系統6が通常状態に戻るのを待たずして蓄電池2の残量が過放電領域に達してしまうのを回避し易くすることができる。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。
ところで、電力会社またはアグリゲータは、商用電力に関して電力需要量が電力供給量に逼迫すると予測される場合、ユーザに対して電力使用量の削減を要請することがある。この要請は、たとえば電力会社またはアグリゲータの上位サーバ400から広域ネットワーク300を介して蓄電制御装置1にDR(Demand Response)信号を送信することで行われる。
本実施形態の蓄電制御装置1、電力変換装置102、および蓄電システム101では、DR信号による電力使用量の削減の要請を優先するか否かは任意である。つまり、本実施形態では、DR信号による要請がある場合、復電後の連系運転においてDR信号を無視して蓄電池2の充電を開始するか、DR信号を優先して蓄電池2の充電を開始しないかは、適宜設定されてよい。
DR信号を優先する場合、たとえば電力系統6の安定化の緊急度が高い場合に、電力会社またはアグリゲータからの要請に迅速に対応することができるという利点がある。
また、蓄電池2の充電を優先する場合は、蓄電池2の劣化を抑制することができるという利点がある。ここで、DR信号を優先して1つの蓄電池2の充電を停止させたとしても、電力使用量の削減に対する貢献はそれほど大きくない可能性がある。一方、たとえば電力会社またはアグリゲータが蓄電池2を保有している場合、劣化により蓄電池2が使用不可となるのは好ましくない。この場合、蓄電池2の充電を優先すれば、劣化により蓄電池2が使用不可となるのを防止することが可能となる。
また、本実施形態の蓄電システム101では、蓄電池2は、連系運転時において、電力系統6から電力を供給されることで充電されるが、他の電源から供給される電力で充電されてもよい。たとえば、蓄電池2は、自動車のバッテリや太陽電池、電力系統6に接続されていない独立電源から電力を供給されることで充電されてもよい。
また、蓄電システム101は、本実施形態とは異なる形態であってもよい。たとえば、蓄電システム101は、1台の蓄電制御装置1を備える形態の他に、需要家施設200内に複数の蓄電制御装置1を備える形態であってもよい。また、蓄電制御装置1は、ネットワーク上のサーバで構成されていてもよいし、クラウドコンピューティングシステムで構成されていてもよい。
<方法>
ところで、上記の蓄電制御装置1は、下記の蓄電制御方法によって蓄電池2の充電および放電を制御する。具体的には、本実施形態の蓄電制御方法は、蓄電池2の充電および放電を制御する蓄電制御方法である。この蓄電制御方法は、電力系統6に連系させて蓄電池2の放電を行う連系運転と、電力系統6に連系させないで蓄電池2の放電を行う自立運転とを切り替えるステップを有している。また、この蓄電制御方法は、自立運転時において、蓄電池2の残量が閾値(第1閾値TH1)以下である第1条件と、電力系統6に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、連系運転に切り替えるステップをさらに有している。
ところで、上記の蓄電制御装置1は、下記の蓄電制御方法によって蓄電池2の充電および放電を制御する。具体的には、本実施形態の蓄電制御方法は、蓄電池2の充電および放電を制御する蓄電制御方法である。この蓄電制御方法は、電力系統6に連系させて蓄電池2の放電を行う連系運転と、電力系統6に連系させないで蓄電池2の放電を行う自立運転とを切り替えるステップを有している。また、この蓄電制御方法は、自立運転時において、蓄電池2の残量が閾値(第1閾値TH1)以下である第1条件と、電力系統6に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、連系運転に切り替えるステップをさらに有している。
本実施形態の蓄電制御方法では、上記の蓄電制御装置1、電力変換装置102、および蓄電システム101と同様に、蓄電池2が過放電になるのを回避し易くすることができる。
<プログラム>
さらに、上記の蓄電制御装置1は、CPU(Central Processing Unit)およびメモリを備えたコンピュータにプログラムを実行させることにより実現可能である。プログラムは、コンピュータのメモリに予め記憶されていてもよいし、電気通信回線を通して、あるいは記録媒体に記録されて提供されてもよい。
さらに、上記の蓄電制御装置1は、CPU(Central Processing Unit)およびメモリを備えたコンピュータにプログラムを実行させることにより実現可能である。プログラムは、コンピュータのメモリに予め記憶されていてもよいし、電気通信回線を通して、あるいは記録媒体に記録されて提供されてもよい。
具体的には、本実施形態のプログラムは、コンピュータを制御部11として機能させる。制御部11は、蓄電池2の充電および放電を制御する。また、制御部11は、電力系統6に連系させて蓄電池2の放電を行う連系運転と、電力系統6に連系させないで蓄電池2の放電を行う自立運転とを切り替える。さらに、制御部11は、自立運転時において、蓄電池2の残量が閾値(第1閾値TH1)以下である第1条件と、電力系統6に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、連系運転に切り替える。
本実施形態のプログラムでは、上記の蓄電制御装置1、電力変換装置102、および蓄電システム101と同様に、蓄電池2が過放電になるのを回避し易くすることができる。
以上述べた実施形態から明らかなように、本発明の第1の態様に係る蓄電制御装置(1)は、蓄電池(2)の充電および放電を制御する制御部(11)を備える。制御部(11)は、電力系統(6)に連系させて蓄電池(2)の充電および放電を行う連系運転と、電力系統(6)に連系させないで蓄電池(2)の放電を行う自立運転とを切り替えるように構成される。制御部(11)は、自立運転時において、蓄電池(2)の残量が閾値以下である第1条件と、電力系統(6)に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、連系運転に切り替えるように構成される。
また、本発明の第2の態様に係る蓄電制御装置(1)では、第1の態様において、制御部(11)は、以下のように構成される。つまり、制御部(11)は、電力系統(6)から供給される交流電圧を検知することにより、通常状態と、異常状態とのいずれの状態にあるかを監視することで、電力系統(6)に異常が発生しているか否かを判断するように構成される。通常状態は、電力系統(6)が電力を供給している状態である。異常状態は、電力系統(6)が電力の供給を停止している状態である。
また、本発明の第3の態様に係る蓄電制御装置(1)では、第1または第2の態様において、制御部(11)は、連系運転と自立運転とを外部からの入力により切り替える機能をさらに有する。
また、本発明の第4の態様に係る蓄電制御装置(1)では、第1~第3のいずれかの態様において、制御部(11)は、自立運転から切り替わった後の連系運転時において、蓄電池(2)を充電制御するように構成される。
また、本発明の第5の態様に係る蓄電制御装置(1)では、第1~第4のいずれかの態様において、第1条件は、蓄電池(2)の残量が、閾値である第1閾値(TH1)以下であり、かつ第1閾値(TH1)よりも小さい第2閾値(TH2)よりも大きい。
また、本発明の第6の態様に係る蓄電制御装置(1)では、第1~第5のいずれかの態様において、制御部(11)は、以下のように構成される。つまり、制御部(11)は、自立運転時において、第1条件および第2条件の少なくとも一方を満たしていないときに自立運転を継続し、第1条件および前記第2条件の両方を満たすときに連系運転に切り替えるように構成される。
また、本発明の第7の態様に係る蓄電制御装置(1)では、第1~第6のいずれかの態様において、制御部(11)は、第1条件を満たすときに蓄電池(2)の放電を停止させるように構成される。
また、本発明の第8の態様に係る電力変換装置(102)は、第1~第7のいずれかの態様の蓄電制御装置(1)と、制御部(11)に制御されることにより蓄電池(2)の充電および放電を行う電力変換部(3)とを備える。
また、本発明の第9の態様に係る蓄電システム(101)は、第1~第7のいずれかの態様の蓄電制御装置(1)と、蓄電制御装置(1)により充電および放電を制御される蓄電池(2)とを備える。
また、本発明の第10の態様に係る蓄電制御方法は、蓄電池(2)の充電および放電を制御する蓄電制御方法である。蓄電制御方法は、電力系統(6)に連系させて蓄電池(2)の充電および放電を行う連系運転と、電力系統(6)に連系させないで蓄電池(2)の放電を行う自立運転とを切り替えるステップを有する。蓄電制御方法は、自立運転時において、蓄電池(2)の残量が閾値以下である第1条件と、電力系統(6)に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、連系運転に切り替えるステップをさらに有する。
また、本発明の第11の態様に係るプログラムは、コンピュータを、制御部(11)として機能させる。制御部(11)は、蓄電池(2)の充電および放電を制御するように構成される。かつ、制御部(11)は、電力系統(6)に連系させて蓄電池(2)の充電および放電を行う連系運転と、電力系統(6)に連系させないで蓄電池(2)の放電を行う自立運転とを切り替えるように構成される。かつ、制御部(11)は、自立運転時において、蓄電池(2)の残量が閾値以下である第1条件と、電力系統(6)に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、連系運転に切り替えるように構成される。
蓄電制御装置(1)、電力変換装置(102)、蓄電システム(101)、蓄電制御方法、およびプログラムは、蓄電池(2)が過放電になるのを回避し易くすることができる。
101 蓄電システム
102 電力変換装置
1 蓄電制御装置
11 制御部
2 蓄電池
6 電力系統
TH1 閾値(第1閾値)
TH2 第2閾値
102 電力変換装置
1 蓄電制御装置
11 制御部
2 蓄電池
6 電力系統
TH1 閾値(第1閾値)
TH2 第2閾値
Claims (11)
- 蓄電池の充電および放電を制御する制御部を備え、
前記制御部は、電力系統に連系させて前記蓄電池の充電および放電を行う連系運転と、前記電力系統に連系させないで前記蓄電池の放電を行う自立運転とを切り替えるように構成され、
前記制御部は、前記自立運転時において、前記蓄電池の残量が閾値以下である第1条件と、前記電力系統に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、前記連系運転に切り替えるように構成されることを特徴とする蓄電制御装置。 - 前記制御部は、前記電力系統から供給される交流電圧を検知することにより、前記電力系統が電力を供給している通常状態と、前記電力系統が電力の供給を停止している異常状態とのいずれの状態にあるかを監視することで、前記電力系統に異常が発生しているか否かを判断するように構成されることを特徴とする請求項1記載の蓄電制御装置。
- 前記制御部は、前記連系運転と前記自立運転とを外部からの入力により切り替える機能をさらに有することを特徴とする請求項1または2に記載の蓄電制御装置。
- 前記制御部は、前記自立運転から切り替わった後の前記連系運転時において、前記蓄電池を充電制御するように構成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の蓄電制御装置。
- 前記第1条件は、前記蓄電池の残量が、前記閾値である第1閾値以下であり、かつ前記第1閾値よりも小さい第2閾値よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の蓄電制御装置。
- 前記制御部は、前記自立運転時において、前記第1条件および前記第2条件の少なくとも一方を満たしていないときに前記自立運転を継続し、前記第1条件および前記第2条件の両方を満たすときに前記連系運転に切り替えるように構成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の蓄電制御装置。
- 前記制御部は、前記第1条件を満たすときに前記蓄電池の放電を停止させるように構成されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の蓄電制御装置。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の蓄電制御装置と、前記制御部に制御されることにより前記蓄電池の充電および放電を行う電力変換部とを備えることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の蓄電制御装置と、前記蓄電制御装置により充電および放電を制御される蓄電池とを備えることを特徴とする蓄電システム。
- 蓄電池の充電および放電を制御する蓄電制御方法において、
電力系統に連系させて前記蓄電池の充電および放電を行う連系運転と、前記電力系統に連系させないで前記蓄電池の放電を行う自立運転とを切り替えるステップを有し、
前記自立運転時において、前記蓄電池の残量が閾値以下である第1条件と、前記電力系統に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、前記連系運転に切り替えるステップをさらに有することを特徴とする蓄電制御方法。 - コンピュータを、
蓄電池の充電および放電を制御し、かつ、
電力系統に連系させて前記蓄電池の充電および放電を行う連系運転と、前記電力系統に連系させないで前記蓄電池の放電を行う自立運転とを切り替え、かつ、
前記自立運転時において、前記蓄電池の残量が閾値以下である第1条件と、前記電力系統に異常が発生していない第2条件とを満たすとき、前記連系運転に切り替える制御部として機能させることを特徴とするプログラム。
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JPH09163626A (ja) * | 1995-12-11 | 1997-06-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽光発電装置 |
JP2010011678A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Noritz Corp | 機器制御装置およびコジェネシステム |
JP2014217187A (ja) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | 京セラ株式会社 | 電力制御装置、電力制御方法、及び電力制御システム |
-
2015
- 2015-08-21 JP JP2015164260A patent/JP2017042022A/ja active Pending
-
2016
- 2016-07-29 WO PCT/JP2016/003516 patent/WO2017033401A1/ja active Application Filing
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