JP2022159662A - Power storage system, extended function unit with storage battery, and extended function unit - Google Patents
Power storage system, extended function unit with storage battery, and extended function unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022159662A JP2022159662A JP2021064003A JP2021064003A JP2022159662A JP 2022159662 A JP2022159662 A JP 2022159662A JP 2021064003 A JP2021064003 A JP 2021064003A JP 2021064003 A JP2021064003 A JP 2021064003A JP 2022159662 A JP2022159662 A JP 2022159662A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- storage battery
- conditioner
- extended function
- supplied
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 114
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 52
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000004044 response Effects 0.000 description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 5
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 230000019635 sulfation Effects 0.000 description 1
- 238000005670 sulfation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
本発明は、蓄電システム、蓄電システムを構成する蓄電池付き拡張機能ユニット及び拡張機能ユニットに関する。 The present invention relates to an electric storage system, an expansion function unit with a storage battery and an expansion function unit that constitute the electric storage system.
有限の環境資源の枯渇を抑制するため、太陽光や水力、地熱等の再生可能エネルギーを利用する意識が高まっている。特に、ＦＩＴ（余剰電力固定価格買取制度）により、一般家庭においても太陽光パネルを家に設置して余剰電力を売電するというシステムが広がった。 In order to curb the depletion of limited environmental resources, there is an increasing awareness of using renewable energy sources such as sunlight, water power, and geothermal heat. In particular, due to FIT (fixed-price surplus electricity purchase system), a system in which solar panels are installed in ordinary households and surplus electricity is sold has spread.
例えば、特許文献１においては、発電装置（ＰＶパネル）を含む既存の給電ユニット（太陽光発電システム）に、蓄電池を後付けで設置して構成された蓄電システムが開示されている。この蓄電システムは、蓄電池を利用することにより、余剰電力を効率的に利用するというものである。このような蓄電システムに関しては、特にＦＩＴの対象の期間満了後に、自家消費率を高めようとする一般家庭で需要が高まっている。
For example,
しかしながら、特許文献１に開示された蓄電システムは、発電装置からパワーコンディショナと蓄電池とに電力を振り分け、効率良く電力を供給する制御に関して改善の余地があった。
However, the power storage system disclosed in
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、効率良く電力を供給可能な蓄電システム、蓄電池付き拡張機能ユニット、及び拡張機能ユニットを提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems described above, and provides an electricity storage system capable of supplying power efficiently, an extended function unit with a storage battery, and an extended function unit.
本発明の蓄電システムは、直流電力を発電する再生可能エネルギー発電手段である発電装置と、
該発電装置から供給された前記直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、
前記発電装置から供給された前記直流電力を充電する蓄電池と、
前記発電装置と前記パワーコンディショナと前記蓄電池とに接続された拡張機能ユニットと、を備え、
該拡張機能ユニットは、
充電時に前記発電装置からの直流電力の一部又は全部を前記蓄電池へ振り分ける出力切換部と、
前記出力切換部を制御するシステムコントロール部と、を備え、
該システムコントロール部は、前記発電装置から前記蓄電池に前記直流電力を供給するよりも前記発電装置から前記パワーコンディショナに前記直流電力を供給することを優先するパワコン優先モードで前記出力切換部を動作させることが可能であり、
前記パワコン優先モードで動作する前記出力切換部は、前記発電装置から前記拡張機能ユニットに供給される前記直流電力のうち、前記パワーコンディショナに供給する最大電力として設定されている第一閾値電力を超える分の電力を、前記蓄電池に供給する
ことを特徴とする。
本発明の蓄電池付き拡張機能ユニットは、前記蓄電システムを構成し、
前記蓄電池と前記拡張機能ユニットとで構成され、
前記発電装置と前記パワーコンディショナとで予め構成されている給電ユニットに後付けで電気的に接続されるインターフェース部を有することを特徴とする。
本発明の拡張機能ユニットは、前記蓄電池付き拡張機能ユニットを構成し、
前記蓄電池と前記パワーコンディショナとの間に電気的に接続されるインターフェース部を有することを特徴とする。
The power storage system of the present invention includes a power generation device that is a renewable energy power generation means for generating DC power,
a power conditioner that converts the DC power supplied from the power generator into AC power;
a storage battery that charges the DC power supplied from the power generation device;
an extended function unit connected to the power generator, the power conditioner, and the storage battery;
The extended function unit includes:
an output switching unit that distributes part or all of the DC power from the power generation device to the storage battery during charging;
and a system control unit that controls the output switching unit,
The system control unit operates the output switching unit in a power conditioner priority mode in which the supply of the DC power from the power generation device to the power conditioner is prioritized over the supply of the DC power from the power generation device to the storage battery. It is possible to let
The output switching unit operating in the power conditioner priority mode reduces the first threshold power set as the maximum power to be supplied to the power conditioner from the DC power supplied from the power generation device to the extended function unit. It is characterized in that the electric power exceeding the capacity is supplied to the storage battery.
The extended function unit with a storage battery of the present invention constitutes the power storage system,
Consists of the storage battery and the extended function unit,
It is characterized by having an interface section that is electrically connected to a power supply unit that is preconfigured with the power generator and the power conditioner as a retrofit.
The extended function unit of the present invention constitutes the extended function unit with a storage battery,
It is characterized by having an interface part electrically connected between the storage battery and the power conditioner.
本発明の蓄電システムによれば、パワコン優先モードにより、リアルタイムで電力を消費する際に、電力を負荷に効率良く供給することができる。また、パワーコンディショナに供給する電力として設定された第一閾値電力を超える分の電力を蓄電池に供給することで、太陽光パネルから供給される発電電力を無駄なく利用することができる。
また、蓄電池付き拡張機能ユニットによれば、既存の給電ユニットに後付けすることにより、上記蓄電システムによって奏する効果を享受することができる。
また、拡張機能ユニットによれば、蓄電池からパワーコンディショナに電力を供給する際に、上記蓄電システムによって奏する効果を享受することができる。
According to the power storage system of the present invention, the power conditioner priority mode enables power to be efficiently supplied to the load when consuming power in real time. In addition, by supplying power exceeding the first threshold power set as the power supplied to the power conditioner to the storage battery, it is possible to use the generated power supplied from the solar panel without waste.
Moreover, according to the expansion function unit with a storage battery, by retrofitting it to an existing power supply unit, it is possible to enjoy the effects of the power storage system.
Further, according to the extended function unit, when power is supplied from the storage battery to the power conditioner, it is possible to enjoy the effects of the power storage system.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、以下に説明する、構成、数値等については、本発明の趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。なお、本書においては、「以下」と「未満」とを厳密に区別してはいない。
また、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The embodiments described below are merely examples for facilitating understanding of the present invention, and do not limit the present invention. That is, the configuration, numerical values, etc., described below can be changed and improved without departing from the scope of the present invention, and the present invention naturally includes equivalents thereof. In this book, we do not strictly distinguish between "less than" and "less than".
Moreover, in all the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted as appropriate.
＜＜概要＞＞
まず、本発明の概要を図１及び図２を主に参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る蓄電システムＸの全体構成を示す模式図、図２は、蓄電システムＸの模式的な機能ブロック図である。
＜＜Overview＞＞
First, the outline of the present invention will be described mainly with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a power storage system X according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic functional block diagram of the power storage system X. As shown in FIG.
本実施形態に係る蓄電システムＸは、図１に示すように、直流電力を発電する再生可能エネルギー発電手段である発電装置（太陽光パネル１）と、太陽光パネル１から供給された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ３と、太陽光パネル１から供給された直流電力を充電する蓄電池４と、太陽光パネル１とパワーコンディショナ３と蓄電池４とに接続された拡張機能ユニット２と、を備える。
拡張機能ユニット２は、図２に示すように、充電時に太陽光パネル１からの直流電力の一部又は全部を蓄電池４へ振り分ける出力切換部２０と、出力切換部２０を制御するシステムコントロール部２１と、を備える。
システムコントロール部２１は、太陽光パネル１から蓄電池４に直流電力を供給するよりも太陽光パネル１からパワーコンディショナ３に直流電力を供給することを優先するパワコン優先モードで出力切換部２０を動作させることが可能である。
パワコン優先モードで動作する出力切換部２０は、太陽光パネル１から拡張機能ユニット２に供給される直流電力のうち、パワーコンディショナ３に供給する最大電力として設定されている第一閾値電力を超える分の電力を、蓄電池４に供給する。
The power storage system X according to the present embodiment, as shown in FIG. A
As shown in FIG. 2, the
The
The
具体的には、太陽光パネル１から拡張機能ユニット２に供給される直流電力は、電流センサＳ１及び不図示の電圧センサが取得した情報に基づいて、充電制御部２５によって算出される。そして、システムコントロール部２１に管理された後述する充電制御部２５による制御により、第一閾値電力を超える分の電力が充電器２２から蓄電池４に供給される。
Specifically, the DC power supplied from the
また、「再生可能エネルギー発電手段」として、本実施形態においては太陽光パネル１について説明するが、本発明は太陽光パネル１に限定されず、風力発電装置や、水力発電装置、地熱発電装置等であってもよい。
In addition, although the
上記構成によれば、太陽光パネル１からパワーコンディショナ３に電力を供給することを基本とすることで、リアルタイムで電力を消費する際に効率良く電力を供給することができる。また、パワーコンディショナ３に供給する電力として設定された第一閾値電力を超える分の電力を蓄電池４に供給することで、太陽光パネル１から供給される発電電力を無駄なく利用することができる。
According to the above configuration, by basically supplying power from the
＜＜全体構成＞＞
次に、蓄電システムＸの全体構成について図１及び図２を主に参照して説明する。
蓄電システムＸは、図１に示すように、蓄電池付き拡張機能ユニットＹと給電ユニットＺとによって構成されている。
蓄電池付き拡張機能ユニットＹは、蓄電池４と拡張機能ユニット２とで構成されており、図２に示すように、発電装置（太陽光パネル１）とパワーコンディショナ３とで予め構成されている給電ユニットＺに後付けで電気的に接続されるインターフェース部８を有する。
拡張機能ユニット２は、蓄電池付き拡張機能ユニットＹを構成し、蓄電池４とパワーコンディショナ３の間に電気的に接続されるインターフェース部を有する。
<<Overall configuration>>
Next, the overall configuration of the power storage system X will be described mainly with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
The power storage system X is composed of an extended function unit Y with a storage battery and a power supply unit Z, as shown in FIG.
The storage battery-equipped extended function unit Y is composed of a
The
上記構成によれば、発電装置（太陽光パネル１）とパワーコンディショナ３とで構成された給電ユニットＺが既設のものであっても、インターフェース部８により蓄電池付き拡張機能ユニットＹを給電ユニットＺに取り付けることができる。
なお、後述するように、蓄電池付き拡張機能ユニットＹを設けることは、給電ユニットＺの下流にあるものへの振る舞いや接続条件には全く影響しない。
According to the above configuration, even if the power supply unit Z configured by the power generation device (solar panel 1) and the
As will be described later, the provision of the battery-equipped extended function unit Y does not affect the behavior or connection conditions of the power supply unit Z downstream.
さらに、蓄電池４とパワーコンディショナ３とが設けられている部位に、拡張機能ユニット２を取り付けることで、発電装置からの蓄電池４への充電、蓄電池４からのパワーコンディショナ３への出力を好適に行うことができる。
また、本発明はこのような構成に限定されず、蓄電システムＸは、蓄電池付き拡張機能ユニットＹと給電ユニットＺとが一体的に構成されているものであってもよい。
Furthermore, by attaching the
Moreover, the present invention is not limited to such a configuration, and the power storage system X may be configured such that the storage battery-equipped extended function unit Y and the power supply unit Z are integrally configured.
蓄電システムＸは、発電装置としての太陽光パネル１と、パワーコンディショナ３と、太陽光パネル１及びパワーコンディショナ３に間に接続された拡張機能ユニット２と、拡張機能ユニット２に接続された蓄電池４と、によって構成されている。
The power storage system X includes a
拡張機能ユニット２は、図２に示すように、出力切換部２０と、システムコントロール部２１と、充電器２２と、ＭＰＰＴ制御部２３と、シミュレーション部２４と、放電制御部２６と、電流センサＳ１、Ｓ２と、を備える。
なお、拡張機能ユニット２が電流センサＳ２を備えるものとして説明したが、このような構成に限定されず、パワーコンディショナ３が備える不図示の電流センサからの電流値に係る情報を拡張機能ユニット２が取得する構成であってもよい。
As shown in FIG. 2, the
Although the
出力切換部２０は、充電時には太陽光パネル１から供給される電力の一部又は全部を蓄電池４へ振り分け、放電時には太陽光パネル１からパワーコンディショナ３への放電、及び／又は蓄電池４からパワーコンディショナ３への放電を可能とするものである。
システムコントロール部２１は、出力切換部２０、充電制御部２５及び放電制御部２６を管理するものである。システムコントロール部２１は、不図示のメモリ及びＣＰＵを有し、電流センサＳ１で検出された電流値に応じて、出力切換部２０を制御して、パワーコンディショナ３と蓄電池４への電力の振り分けを行うことができる。
充電器２２は、振り分けられた電力を蓄電池４に充電する機能を有する。
The
The
The
ＭＰＰＴ制御部２３は、太陽光パネル１で発電された電力を１００％充電する場合にのみパワーコンディショナ３に設けられた後述するＭＰＰＴ制御部３１と同様のＭＰＰＴ制御を行う。
ＭＰＰＴ制御は、電圧（スキャン電圧）を変動させて、日射量や温度によって常に変動する電圧と電流から、発電量が最大になる電圧と電流の組み合わせ（最大出力点）を自動で見つけ出して発電量を維持できるように制御するものである。
The
MPPT control automatically finds the combination of voltage and current that maximizes the amount of power generation (maximum output point) from the voltage and current that fluctuate depending on the amount of solar radiation and temperature by varying the voltage (scan voltage). is controlled to maintain
シミュレーション部２４について、図２に加え、図４を参照して説明する。図４は、シミュレーション部２４の構成を示す説明図である。
シミュレーション部２４は、パワーコンディショナ３に接続されたときに、パワーコンディショナ３とのインピーダンス及び応答時間のマッチングを行い、その後はパワコンの電圧スキャンに追従しながら放電を行うものである。
The
When connected to the
シミュレーション部２４は、図４に示すように、フルブリッジ回路２４ａと、ＬＬＣ共振装置２４ｂと、トランス２４ｃと、ブリッジダイオード２４ｄと、制御部２４ｅと、ＰＦＭ、ＰＷＭ生成回路２４ｆと、を備える。
フルブリッジ回路２４ａは、蓄電池４に接続されており、蓄電池４から出力される直流を交流にして、ＬＬＣ共振装置２４ｂに出力するものである。
ＬＬＣ共振装置２４ｂは、フルブリッジ回路２４ａに接続されており、共振用インダクタンスと、励磁インダクタンスと、コンデンサと、によって構成されている。
トランス２４ｃは、ＬＬＣ共振装置２４ｂから入力される電圧を変圧して、ブリッジダイオード２４ｄに出力する、逆流防止可能な絶縁トランスである。拡張機能ユニット２は、このようなトランス２４ｃを備えることで、各種パワーコンディショナ３に好適に接続可能となる。
ブリッジダイオード２４ｄは、交流入力の負電圧側を反転して脈流を出力する。出力側にコンデンサが接続されており、これにより平滑することにより、直流電圧を出力することができる。
As shown in FIG. 4, the
The
The
The
The
制御部２４ｅは、ブリッジダイオード２４ｄから出力された電流が設定された電流となるように、電流・電圧の双方をみて、またインピーダンスマッチングと応答時間マッチングとを行うべく、ＰＦＭ、ＰＷＭ生成回路２４ｆに信号を送信する。
ＰＦＭ、ＰＷＭ生成回路２４ｆは、フルブリッジ回路２４ａにゲート信号を送信することによって、スイッチング周波数の変調及び／又はパルス幅を変調する。
The
The PFM/
上記の構成に係るシミュレーション部２４は、パワーコンディショナ３のＭＰＰＴ制御部３１によるＭＰＰＴ制御によって電圧が変動しても、電圧に追従した電流を算出して、一定の電力を蓄電池４からパワーコンディショナ３に供給することが可能となる。このように、シミュレーション部２４は蓄電池４からパワーコンディショナ３に短期的に安定した電力を出力することが可能となる。
また、シミュレーション部２４は、例えば長期の使用により蓄電池４の電圧が減ったとしても、電圧の減少割合だけ、電圧を増加させて、一定の電力を蓄電池４からパワーコンディショナ３に供給することが可能となる。このように、シミュレーション部２４は蓄電池４からパワーコンディショナ３に長期的に安定した電力を出力することが可能となる。
上記構成によれば、蓄電池４に接続されていない既存のパワーコンディショナ３に対しても、シミュレーション部２４を備える拡張機能ユニット２を取り付けることで、蓄電池４からパワーコンディショナ３に電力を供給することができる。
Even if the voltage fluctuates due to the MPPT control by the
Further, even if the voltage of the
According to the above configuration, power is supplied from the
充電制御部２５は、電流センサＳ１、Ｓ２の値に基づき、充電器２２及びＭＰＰＴ制御部２３による充電を制御するものである。電流センサＳ１は、太陽光パネル１の出力電流を検出し、電流センサＳ２は、拡張機能ユニット２からパワーコンディショナ３への出力電流を検出する。
放電制御部２６は、電流センサＳ１、Ｓ２の値に基づき、シミュレーション部２４による放電を制御するものである。
例えば、放電制御部２６は、シミュレーション部２４を介して、蓄電池４からの放電時に１．２ｋＷの定格電力を連続的に出力する。蓄電池４からの出力値は、定格電力に限られず、例えば、定格電力よりも低い負荷電力に合う電力値であってもよい。
The charging
The
For example, the
パワーコンディショナ３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、ＭＰＰＴ制御部３１と、インバータ３２と、を備える。
拡張機能ユニット２の機能である、パワーシェアリング機能と、パワーリターン機能と、を次に説明する。
The
The power sharing function and the power return function, which are the functions of the
＜パワーシェアリング＞
パワーシェアリング機能は、太陽光パネル１から拡張機能ユニット２に供給された電力を、パワーコンディショナ３と蓄電池４とに振り分ける機能である。拡張機能ユニット２は、パワーシェアリング機能として、パワコン優先モードと、蓄電池優先モードと、余剰電力充電モードと、を備える。これらについて、次に説明する。
<Power sharing>
The power sharing function is a function of distributing the power supplied from the
［パワコン優先モード］
パワコン優先モードは、発明の概要において上記したように、太陽光パネル１から蓄電池４に直流電力を供給するよりも太陽光パネル１からパワーコンディショナ３に直流電力を供給することを優先するモードである。
そして、このモードでは、太陽光パネル１から拡張機能ユニット２に供給される直流電力のうち、パワーコンディショナ３に供給する最大電力として設定されている第一閾値電力を超える分の電力を蓄電池４に供給する。
[Power control priority mode]
The power conditioner priority mode is a mode in which the supply of DC power from the
In this mode, of the DC power supplied from the
例えば、太陽光パネル１の発電電力がパワーコンディショナ３の処理負荷（容量）を超えることになったときに、太陽光パネル１の余剰電力を蓄電池４に充電することができる。
これにより、発電のタイミングと自家消費のタイミングをずらすことができ、太陽光パネル１の発電電力にロスが生じることを抑制できる。また、夏場などに太陽光パネル１による発電が大きくなったときに、パワーコンディショナ３の容量を超える電力を蓄電池４に充電することができる。さらに、パワーコンディショナ３の容量を超える太陽光パネル１を建物に搭載することが可能となる。
なお、第一閾値電力は、拡張機能ユニット２において設定可能に構成されている。
For example, when the power generated by the
As a result, the timing of power generation and the timing of self-consumption can be shifted, and loss of power generated by the
Note that the first threshold power is configured to be settable in the
また、パワーコンディショナ３の計画電力としての第一閾値電力を３ｋＷとした場合に、曇りのときに、太陽光パネル１の発電が１ｋＷであるときには、システムコントロール部２１は、蓄電池４に振り分けずに、パワーコンディショナ３にすべて供給する。
システムコントロール部２１は、電流センサＳ１、Ｓ２から電流値をモニタリングしているので、このような制御を自由に実行することができる。
具体的には、電流センサＳ１が、太陽光パネル１の発電した電力に対応する電流値を検出しており、電流センサＳ２が、拡張機能ユニット２からパワーコンディショナ３に供給する電流値を検出している。なお、充電器２２は不図示の電流センサ及び電圧センサを備え、これらのセンサにより、蓄電池４に充電する電力を検出できるようになっている。
Further, when the first threshold power as the planned power of the
Since the
Specifically, the current sensor S1 detects the current value corresponding to the power generated by the
例えば、第一閾値電力は、パワーコンディショナ３の定格電力（容量）である。例えば、この定格電力は、４．４ｋＷ又は５．５ｋＷである。
上記構成によれば、上記のように、太陽光パネル１の発電電力がパワーコンディショナ３の処理負荷（容量）を超えることになったときに、太陽光パネル１の余剰電力を蓄電池４に充電することができる。
For example, the first threshold power is the rated power (capacity) of the
According to the above configuration, as described above, when the power generated by the
［蓄電池優先モード］
システムコントロール部２１は、パワコン優先モードと選択的に設定される出力切換部２０の動作モードであって、発電装置（太陽光パネル１）からパワーコンディショナ３に直流電力を供給するよりも太陽光パネル１から蓄電池４に直流電力を供給することを優先する蓄電池優先モードで出力切換部２０を動作させることが可能である。
蓄電池優先モードで動作する出力切換部２０は、太陽光パネル１から拡張機能ユニット２に供給される直流電力のうち、蓄電池４に供給する最大電力として設定されている第二閾値電力を超える分の電力をパワーコンディショナ３に供給する。
[Battery priority mode]
The
The
例えば、蓄電池４の定格電力の１．２ｋＷを第二閾値電力に設定した場合に、太陽光パネル１が４ｋＷを出力した場合には、システムコントロール部２１は、１．２ｋＷを蓄電池４に供給しつつ、２．８ｋＷをパワーコンディショナ３に供給する。
For example, when 1.2 kW of the rated power of the
上記構成によれば、蓄電池４の充電を優先することで、蓄電池４に電力を貯めやすくなり、特に自家消費をする際に、電力の供給を融通させやすくなる。例えば、昼間の負荷が少ない家庭において、系統６に電力を流して売電するのではなく、蓄電池４に貯めておいた方がコストを低く抑えることができることもある。この場合に蓄電池優先モードを使用すると好適である。
According to the above configuration, by prioritizing the charging of the
また、第２閾値電力を超える分の電力をパワーコンディショナ３に供給することで、蓄電池４が満充電になった後でも蓄電池４に充電し続けることによる電力ロスが生じることを防止できる。
なお、システムコントロール部２１により、蓄電池４に振り分ける電力量及び時間を設定するようにしてもよい。
In addition, by supplying power exceeding the second threshold power to the
It should be noted that the
また、システムコントロール部２１は、パワーコンディショナ３が太陽光パネル１から供給を要求する電力に対して自家消費の電力が少ない場合や、今後曇りや雨になるために日射量が低くなると予測される場合には、パワーコンディショナ３に要求された値の電力を供給せずに、蓄電池４に少なくとも一部の電力を供給するように出力切換部２０を制御してもよい。
In addition, the
拡張機能ユニット２は、発電装置（太陽光パネル１）に対してＭＰＰＴ制御（最大電力点追従制御）を行うＭＰＰＴ制御部２３を有する。
ＭＰＰＴ制御部２３は、蓄電池優先モードにおいて、太陽光パネル１で発電された電力をパワーコンディショナ３に供給せず蓄電池４に供給する場合に機能する。
The
The
例えば、蓄電池優先モードにおいて、第２閾値電力が１．２ｋＷである場合に、太陽光パネル１の出力が第２閾値電力よりも低い１ｋＷしかないときには、システムコントロール部２１は、出力切換部２０、充電制御部２５及びＭＰＰＴ制御部２３を制御して、蓄電池４にのみ電力を供給する。
この場合、パワーコンディショナ３が備えるＭＰＰＴ制御部３１ではなく、拡張機能ユニット２が備えるＭＰＰＴ制御部２３が機能することになる。
For example, in the storage battery priority mode, when the second threshold power is 1.2 kW and the output of the
In this case, the
その後、太陽光パネル１の出力が１．２ｋＷを超えると、システムコントロール部２１は、パワーコンディショナ３に１．２ｋＷを超える分の電力を供給することになる。この場合には、システムコントロール部２１の制御によりＭＰＰＴ制御部２３が停止し、パワーコンディショナ３が備えるＭＰＰＴ制御部３１が機能することになる。
After that, when the output of the
例えば、ノイズによる影響を排除するため、太陽光パネル１の出力が第２閾値電力を所定時間（例えば１０分間等）超え続けたという情報を取得した場合に、システムコントロール部２１がパワーコンディショナ３への電力の供給を開始し、ＭＰＰＴ制御部２３の機能を停止し、ＭＰＰＴ制御部３１を機能させるようにしてもよい。
For example, in order to eliminate the influence of noise, when acquiring information that the output of the
逆に、太陽光パネル１の出力が第２閾値電力よりも低く、その状態が所定時間（例えば１０分等）継続した場合に、システムコントロール部２１がパワーコンディショナ３への電力の供給を停止して蓄電池４への電力の供給を開始し、ＭＰＰＴ制御部３１の機能を停止し、ＭＰＰＴ制御部２３を機能させるようにしてもよい。
Conversely, when the output of the
上記構成によれば、太陽光パネル１から蓄電池４に効果的に電力を供給することができる。
逆にいえば、ＭＰＰＴ制御部２３は、太陽光パネル１からの電力をパワーコンディショナ３に供給しているときは機能しない。この場合に、パワーコンディショナ３のＭＰＰＴ制御部３１が機能することにより太陽光パネル１から発電された最大電力が供給され、蓄電池４に電力が供給される場合には、太陽光パネル１から発電された最大電力の一部が蓄電池４に供給されることになる。
According to the above configuration, power can be effectively supplied from the
Conversely, the
［余剰電力充電モード］
次に、図５を主に参照して、余剰電力充電モードについて説明する。図５は、第２実施形態に係る蓄電システムＳの模式的な機能ブロック図である。
[Surplus power charging mode]
Next, mainly referring to FIG. 5, the surplus power charging mode will be described. FIG. 5 is a schematic functional block diagram of a power storage system S according to the second embodiment.
図５に示すように、拡張機能ユニット２は、パワーコンディショナ３で変換されて外部負荷で消費される交流電力の負荷電力を示す情報を取得する情報取得部２１ａを備える。
システムコントロール部２１は、パワコン優先モードと選択的に設定される出力切換部２０の動作モードであって、発電装置（太陽光パネル１）から拡張機能ユニット２に供給される直流電力のうち負荷電力に対応する直流電力を超える分の電力を蓄電池４に充電する余剰電力充電モードで出力切換部２０を動作させることが可能である。
As shown in FIG. 5, the
The
「外部負荷で消費される交流電力の負荷電力を示す情報」は、例えば、情報取得部２１ａが分電盤５の上流側に設けられた電流センサＳ３及び下流側に設けられた電流センサＳ４から取得する情報である。
なお、「負荷電力に対応する直流電力」とは、具体的には、「情報取得部２１ａが取得した情報が示す負荷電力をパワーコンディショナ３で交流電力に変換するのに要する直流電力」のことである。「対応する直流電力」としては、上記負荷電力に一致していてもよいし、少し多めの電力であってよい。
"Information indicating the load power of the AC power consumed by the external load" is obtained, for example, from the current sensor S3 provided on the upstream side of the
Note that the "DC power corresponding to the load power" specifically means "DC power required for converting the load power indicated by the information acquired by the
上記構成によれば、負荷電力に応じた電力を、パワーコンディショナ３を介して外部に供給しつつ、その残りの電力を蓄電池４に充電することにより、自家消費を好適に行うことができる。
According to the above configuration, by supplying power corresponding to the load power to the outside via the
本実施形態に係る蓄電池４は、鉛蓄電池である。特に、蓄電池４として鉛蓄電池を用いるようにすれば、リチウムイオン電池と比較してコストを低減することができる。また、再利用がしやすいため環境に優しく、新しいものに交換することで、高効率の状態で継続使用することが可能となる。なお、蓄電池４としては、鉛蓄電池以外にリチイムイオン電池を採用するようにしてもよい。
The
＜パワーリターン＞
パワーリターン機能は、蓄電システムＸの蓄電池４から拡張機能ユニット２を介してパワーコンディショナ３に電力を供給する機能である。拡張機能ユニット２は、パワーリターン機能として、サイクル運転モードと、太陽光補強モードと、ＶＰＰモードと、を備える。これらについて、後で説明する。
<Power return>
The power return function is a function of supplying power from the
パワーコンディショナ３は、太陽光パネル１に対して電圧スキャンを含むＭＰＰＴ制御を行って太陽光パネル１から所定の電力設定値で直流電力を取り出すことが可能に構成されている。
拡張機能ユニット２は、蓄電池４から所定の設定値の電力をパワーコンディショナ３に安定的に供給する。
The
The
より具体的には、拡張機能ユニット２を構成するシミュレーション部２４が、蓄電池４から放電される直流電流を、パワーコンディショナ３から太陽光パネル１に対する電圧スキャンに追従する出力電流を可変調整して、所定の設定値（例えば定格）の電力をパワーコンディショナ３に供給する。
例えば、「所定の設定値」とは、太陽光パネル１から直流電力を取り出す際にその環境下（太陽光の照射量）で最大の電力となる値である。
More specifically, the
For example, the “predetermined set value” is a value that becomes the maximum power under the environment (irradiation amount of sunlight) when DC power is extracted from the
上記構成によれば、シミュレーション部２４がパワーコンディショナ３からの電圧スキャンに追従して電流値を可変制御することで、パワーコンディショナ３が太陽光パネル１に対して行う制御に手を加えずとも、蓄電池４からパワーコンディショナ３に安定した電力を供給させることができる。
According to the above configuration, the
拡張機能ユニット２は、パワーコンディショナ３に接続されたときに、パワーコンディショナ３からインピーダンス及び応答時間の情報を取得し、パワーコンディショナ３のインピーダンス及び応答時間とマッチングするように、蓄電池４から放電される直流電流を可変調整するシミュレーション部２４を備える。
具体的にはシミュレーション部２４は、図４に示すＬＬＣ共振装置２４ｂにより、拡張機能ユニット２から出力インピーダンスと、パワーコンディショナ３の入力インピーダンスと、伝送路の特性インピーダンスと、を揃えるインピーダンスマッチングを行う。
また、シミュレーション部２４は、ＰＦＭ、ＰＷＭ生成回路２４ｆにより、スイッチング周波数の変調することで、パワーコンディショナ３のＭＰＰＴ制御部３１と応答時間を合わせる応答時間マッチングを行う。
When the
Specifically, the
Also, the
上記構成によれば、蓄電池４から放電される直流電流を、パワーコンディショナ３のインピーダンス及び応答時間とマッチングさせることで、蓄電池４からパワーコンディショナ３に所定の電力を安定的に供給することができる。
According to the above configuration, by matching the DC current discharged from the
［サイクル運転モード］
次に、図２に加えて、図３を主に参照してサイクル運転モードについて説明する。図３は、拡張機能ユニット２の機能ブロック図である。
拡張機能ユニット２は、時刻情報を取得する計時手段２ａと、一日のうちの所定の時間帯を設定しておく時間帯設定手段２ｂと、を備える。拡張機能ユニット２は、設定された所定の時間帯に蓄電池４からパワーコンディショナ３に対して直流電流を日ごとに繰り返し供給する。
上記構成によれば、所定の時間帯において、蓄電池４からの電力により自家消費することができ、他の時間帯に蓄電池４に充電した電力を効果的に利用することができる。なお、「日ごとに」とは複数日に亘ることを意味し、連続する複数日でも間欠的な複数日でもよい。また、この複数日は毎日でもよく一週間のうち所定の曜日でもよい。
[Cycle operation mode]
Next, the cycle operation mode will be described mainly with reference to FIG. 3 in addition to FIG. FIG. 3 is a functional block diagram of the
The
According to the above configuration, the electric power from the
例えば、「所定の時間帯」とは、夜間の時間帯（日の入りから日の出の時間帯）である。このように夜間の時間帯に蓄電池４からパワーコンディショナ３に放電することで、太陽光パネル１から発電される時間（日照時間帯）と、パワーコンディショナ３に電力が供給される時間と、をずらすことができる。
For example, the “predetermined time period” is the night time period (the time period from sunset to sunrise). By discharging power from the
例えば、拡張機能ユニット２は、蓄電池４に、毎日約５ｋＷ・ｈの電力量を充電するように振り分ける。そして、蓄電池４は、例えば昼間に充電された電力を夜間に４時間ほどで放電する。
なお、放電時には、蓄電池４の電圧をゼロにするのではなく、ある閾値電圧を限度として放電すると、蓄電池４の長寿命化のために好適である。
また、蓄電池４からパワーコンディショナ３に放電する時間は、日照時間中（昼間）であってもよく、任意に設定可能である。
For example, the
It is preferable to extend the life of the
Moreover, the time during which the
拡張機能ユニット２は、図５に示すように、パワーコンディショナ３で変換されて外部負荷で消費される交流電力の負荷電力を示す情報を取得する負荷情報取得部（情報取得部２ｃ）を備える。
拡張機能ユニット２は、情報取得部２ｃが取得した負荷電力に対応する電力で、蓄電池からパワーコンディショナに直流電流を供給する。
As shown in FIG. 5, the
The
余剰電力充電モードの説明において上記したものと同様に、「外部負荷で消費される交流電力の負荷電力を示す情報」は、例えば、情報取得部２ｃが分電盤５の上流側に設けられた電流センサＳ３及び下流側に設けられた電流センサＳ４から取得する情報である。
なお、「負荷電力に対応する直流電力」とは、具体的には、「情報取得部２ｃが取得した情報が示す負荷電力をパワーコンディショナ３で交流電力に変換するのに要する直流電力」のことである。
上記構成によれば、サイクル運転モードにおいて、負荷電力に合わせた放電が可能となる。
As described above in the description of the surplus power charging mode, the "information indicating the load power of the AC power consumed by the external load" is obtained, for example, from the
Note that the "DC power corresponding to the load power" specifically means "DC power required to convert the load power indicated by the information acquired by the
According to the above configuration, it is possible to discharge in accordance with the load power in the cycle operation mode.
［太陽光補強モード］
拡張機能ユニット２は、発電装置（太陽光パネル１）からパワーコンディショナ３に供給されている供給電力を経時的に監視する電力監視手段（電流センサＳ２及び不図示の電圧センサ）と、太陽光パネル１からパワーコンディショナ３に供給すべき必要電力を設定しておく電力設定手段２ｅ（図３参照）と、を備える。
[Sunlight reinforcement mode]
The
ここで、「経時的」に関して具体的には、少なくとも太陽光が降り注ぐ日中の時間帯に複数回、より具体的には数分おきであると好適である。
「必要電力以下となる場合」は、必要電力を現に下回った時点のほか、電力監視手段の監視結果が低下傾向である場合に、必要電力を（今後）下回ると予想された時点で蓄電池から供給開始してもよい。つまり、設定されている必要電力以上の時点で供給開始してもよい。
同様に、「不足する電力」は不足分の電力と完全に等しい電力でなくてもよい。
つまり、必要電力からその時点の発電電力の差分と等しい値でもよいし、所定の電力（例えば、蓄電池４から取り出し可能な最低レベルの電力であってもよく、一定値であってもよい。）を供給してもよい。
Here, specifically, it is preferable that it is performed at least a plurality of times during the daytime when the sun shines, more specifically, every several minutes.
"If the power is less than the required power," in addition to the time when the required power is actually below the required power, if the monitoring result of the power monitoring means shows a downward trend, the power will be supplied from the storage battery when it is expected to fall below the required power (in the future). may start. In other words, the supply may be started when the required power or more is set.
Similarly, the "deficit power" does not have to be power that is exactly equal to the deficit power.
That is, it may be a value equal to the difference between the required power and the generated power at that time, or a predetermined power (for example, the lowest level of power that can be extracted from the
拡張機能ユニット２は、電流センサＳ２（及び不図示の電圧センサ）で監視された供給電力が電力設定手段２ｅに設定されている必要電力以下となる場合に、不足する電力を蓄電池４からパワーコンディショナ３に供給するように直流電流を可変調整する。
When the power supply monitored by the current sensor S2 (and the voltage sensor not shown) is equal to or less than the required power set in the power setting means 2e, the
例えば、拡張機能ユニット２（放電制御部２６）は、電流センサＳ２で検出された電流値及び不図示の電圧センサで検出された電圧に基づいて太陽光パネル１からの供給電力を算出し、パワーコンディショナ３の定格電力に対して足りない分を、蓄電池４からパワーコンディショナ３に供給するように制御する。このとき拡張機能ユニット２（シミュレーション部２４）は、太陽光パネル１からの電圧に合わせつつ、パワーコンディショナ３の定格電力に対して足りない電力を補充するように、蓄電池４から放電される直流電流を可変調整する。
なお、太陽光補強モードは、太陽光パネル１からパワーコンディショナ３に電力を供給することをベースとしていることから明らかなように、日照時間中に行われる制御である。
For example, the extended function unit 2 (discharge control unit 26) calculates the power supplied from the
Note that the solar reinforcement mode is based on supplying power from the
具体的には、不図示のジャンクションボックスを設けて、太陽光パネル１からの電力の出力と蓄電池４からの電力の出力を集約するようにしてもよい。このようにすれば、パワーコンディショナ３に対するインピーダンスと応答時間とのマッチングをしやすくなる。
Specifically, a junction box (not shown) may be provided to aggregate power output from the
上記構成によれば、パワーコンディショナ３に供給されるものとして設定された必要電力に対して太陽光パネル１の発電が不足している場合でも、拡張機能ユニット２の制御により、蓄電池４からパワーコンディショナ３に電流を供給することができる。
According to the above configuration, even if the power generated by the
拡張機能ユニット２は、蓄電池４の下限電圧値を設定しておく電圧設定手段２ｆ（図３参照）を備え、蓄電池４の電圧が下降して下限電圧値に到達するまで、蓄電池４からパワーコンディショナ３に直流電力を供給する。
ここで、「下限電圧値に到達するまで・・・直流電力を供給する」は、現に到達するまで供給してしまう場合と、下限電圧値に到達しないようにパワーコンディショナ３への電力供給に制御がかかり始める以降まで供給する場合と、が含まれる。
上記構成によれば、蓄電池４が低充電状態になることを防ぎ、サルフェーションが生じることを防止できることで、蓄電池４を長寿命化することができる。
The
Here, "until the lower limit voltage value is reached...supply DC power" refers to the case where the power is supplied until the actual voltage is reached, and the power supply to the
According to the above configuration, it is possible to prevent the
例えば、拡張機能ユニット２は、蓄電池４の電圧値が下限電圧値に到達したことを示す信号を不図示の電圧センサから取得した後に、上記の蓄電池優先モードに切り換える。このようにすることで、蓄電池４の低充電状態を早期に回復することができる。
For example, after acquiring a signal from a voltage sensor (not shown) indicating that the voltage value of the
［ＶＰＰモード］
次に、ＶＰＰモードについて図６を主に参照して説明する。図６は、変形例を示す模式的な機能ブロック図であり、トリガー情報取得部２１ｃを含むシステムコントロール部を備える蓄電システムの図である。
[VPP mode]
Next, the VPP mode will be described mainly with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic functional block diagram showing a modification, and is a diagram of a power storage system including a system control section including a trigger
拡張機能ユニット２は、外部からネットワーク７を通じてトリガー情報を取得するトリガー情報取得部２１ｃと、蓄電池４から取り出す電力量を設定しておく放電量設定手段２ｇ（図３参照）と、を備える。
拡張機能ユニット２は、トリガー情報取得部２１ｃがトリガー情報を取得したことに基づいて、蓄電池４からパワーコンディショナ３に設定された電力量の直流電力を供給する。
具体的には、拡張機能ユニット２を構成する放電制御部２６が、蓄電池４からパワーコンディショナ３に設定された電力量の直流電力を供給する。なお、ネットワーク７は、例えば、Wi-Fi等の専用回線である。
The
The
Specifically, the
例えば、トリガー情報取得部２１ｃがトリガー情報を取得することによって、蓄電池４が放電するとき以外は、拡張機能ユニット２は、太陽光パネル１からの電力をパワーコンディショナ３に供給せずに充電しておき、満充電の状態を維持するようにしてもよい。
そして、トリガー情報を取得して放電するとき以外を「平常時」と呼称する。
For example, when the trigger
The time other than when the trigger information is acquired and the discharge is performed is referred to as "normal time".
上記構成によれば、ネットワーク７を通じて、蓄電池４に充電された電力を例えばバーチャルパワープラント全体として効率的に利用することができ、また、停電時のバックアップ等に利用することもできる。
According to the above configuration, the electric power charged in the
システムコントロール部２１は、上記の各種モードを、適宜組み合わせるようにすると好適である。
例えば、システムコントロール部２１は、蓄電池４が満充電となっていないときに、パワコン優先モードで出力切換部２０を制御し、太陽光パネル１から供給される電力が３ｋＷ以下である場合はパワーコンディショナ３に電力を供給し、それを超えた場合には超えた分の電力を蓄電池４に供給する。
蓄電池４が満充電となったときに、太陽光補強モードで出力切換部２０を制御し、太陽光パネル１から供給される電力が３ｋＷを下回った場合には、蓄電池４から補強的に電力を供給する。
It is preferable that the
For example, the
When the
上記実施形態は、以下の技術思想を包含するものである。
（１）
直流電力を発電する再生可能エネルギー発電手段である発電装置と、
該発電装置から供給された前記直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、
前記発電装置から供給された前記直流電力を充電する蓄電池と、
前記発電装置と前記パワーコンディショナと前記蓄電池とに接続された拡張機能ユニットと、を備え、
該拡張機能ユニットは、
充電時に前記発電装置からの直流電力の一部又は全部を前記蓄電池へ振り分ける出力切換部と、
前記出力切換部を制御するシステムコントロール部と、を備え、
該システムコントロール部は、前記発電装置から前記蓄電池に前記直流電力を供給するよりも前記発電装置から前記パワーコンディショナに前記直流電力を供給することを優先するパワコン優先モードで前記出力切換部を動作させることが可能であり、
前記パワコン優先モードで動作する前記出力切換部は、前記発電装置から前記拡張機能ユニットに供給される前記直流電力のうち、前記パワーコンディショナに供給する最大電力として設定されている第一閾値電力を超える分の電力を、前記蓄電池に供給する
ことを特徴とする蓄電システム。
（２）
前記第一閾値電力は、前記パワーコンディショナの定格電力である（１）に記載の蓄電システム。
（３）
前記システムコントロール部は、前記パワコン優先モードと選択的に設定される前記出力切換部の動作モードであって、前記発電装置から前記パワーコンディショナに前記直流電力を供給するよりも前記発電装置から前記蓄電池に前記直流電力を供給することを優先する蓄電池優先モードで前記出力切換部を動作させることが可能であり、
該蓄電池優先モードで動作する前記出力切換部は、前記発電装置から前記拡張機能ユニットに供給される前記直流電力のうち、前記蓄電池に供給する最大電力として設定されている第二閾値電力を超える分の電力を、前記パワーコンディショナに供給する（１）又は（２）に記載の蓄電システム。
（４）
前記拡張機能ユニットは、前記発電装置に対してＭＰＰＴ制御を行うＭＰＰＴ制御部を有し、
該ＭＰＰＴ制御部は、前記蓄電池優先モードにおいて、前記発電装置で発電された電力を前記パワーコンディショナに供給せず前記蓄電池に供給する場合に機能する（３）に記載の蓄電システム。
（５）
前記拡張機能ユニットは、前記パワーコンディショナで変換されて外部負荷で消費される前記交流電力の負荷電力を示す情報を取得する情報取得部を備え、
前記システムコントロール部は、前記パワコン優先モードと選択的に設定される前記出力切換部の動作モードであって、前記発電装置から前記拡張機能ユニットに供給される前記直流電力のうち前記負荷電力に対応する直流電力を超える分の電力を前記蓄電池に充電する余剰電力充電モードで前記出力切換部を動作させることが可能である（１）から（４）のいずれか一項に記載の蓄電システム。
（６）
前記蓄電池は、鉛蓄電池である（１）から（５）のいずれか一項に記載の蓄電システム。
（７）
直流電力を発電する再生可能エネルギー発電手段である発電装置と、
該発電装置から供給された前記直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、
前記発電装置から供給された前記直流電力を充電する蓄電池と、
前記発電装置と前記パワーコンディショナと前記蓄電池とに接続された拡張機能ユニットと、を備え、
該拡張機能ユニットは、
充電時に前記発電装置からの直流電力の一部又は全部を前記蓄電池へ振り分ける出力切換部と、
前記出力切換部を制御するシステムコントロール部と、を備え、
該システムコントロール部は、前記発電装置から前記パワーコンディショナに前記直流電力を供給するよりも前記発電装置から前記蓄電池に前記直流電力を供給することを優先する蓄電池優先モードで前記出力切換部を動作させることが可能であり、
該蓄電池優先モードで動作する前記出力切換部は、前記発電装置から前記拡張機能ユニットに供給される前記直流電力のうち、前記蓄電池に供給する最大電力として設定されている閾値電力を超える分の電力を、前記パワーコンディショナに供給する
ことを特徴とする蓄電システム。
（８）
（１）から（７）のいずれか一項に記載の蓄電システムを構成し、
前記蓄電池と前記拡張機能ユニットとで構成され、
前記発電装置と前記パワーコンディショナとで予め構成されている給電ユニットに後付けで電気的に接続されるインターフェース部を有することを特徴とする蓄電池付き拡張機能ユニット。
（９）
（８）に記載の蓄電池付き拡張機能ユニットを構成し、
前記蓄電池と前記パワーコンディショナとの間に電気的に接続されるインターフェース部を有することを特徴とする拡張機能ユニット。
The above embodiments include the following technical ideas.
(1)
a power generation device that is a renewable energy power generation means for generating DC power;
a power conditioner that converts the DC power supplied from the power generator into AC power;
a storage battery that charges the DC power supplied from the power generation device;
an extended function unit connected to the power generator, the power conditioner, and the storage battery;
The extended function unit includes:
an output switching unit that distributes part or all of the DC power from the power generation device to the storage battery during charging;
and a system control unit that controls the output switching unit,
The system control unit operates the output switching unit in a power conditioner priority mode in which the supply of the DC power from the power generation device to the power conditioner is prioritized over the supply of the DC power from the power generation device to the storage battery. It is possible to let
The output switching unit operating in the power conditioner priority mode reduces the first threshold power set as the maximum power to be supplied to the power conditioner from the DC power supplied from the power generation device to the extended function unit. An electric storage system, wherein the excess electric power is supplied to the storage battery.
(2)
The power storage system according to (1), wherein the first threshold power is the rated power of the power conditioner.
(3)
The system control unit operates in an operation mode of the output switching unit that is selectively set to the power conditioner priority mode, and the DC power is supplied from the power generation device to the power conditioner rather than being supplied from the power generation device to the power conditioner. It is possible to operate the output switching unit in a storage battery priority mode in which priority is given to supplying the DC power to a storage battery,
The output switching unit, which operates in the storage battery priority mode, controls the amount of DC power supplied from the power generation device to the extended function unit that exceeds a second threshold power set as the maximum power to be supplied to the storage battery. to the power conditioner (1) or (2).
(4)
The extended function unit has an MPPT control unit that performs MPPT control on the power generation device,
The power storage system according to (3), wherein the MPPT control unit functions when, in the storage battery priority mode, the power generated by the power generation device is supplied to the storage battery without supplying the power conditioner to the power conditioner.
(5)
The extended function unit includes an information acquisition unit that acquires information indicating load power of the AC power converted by the power conditioner and consumed by an external load,
The system control unit selects an operation mode of the output switching unit that is selectively set to the power conditioner priority mode, and corresponds to the load power among the DC power supplied from the power generation device to the extended function unit. The power storage system according to any one of (1) to (4), wherein the output switching unit can be operated in a surplus power charging mode in which the storage battery is charged with power exceeding the DC power.
(6)
The power storage system according to any one of (1) to (5), wherein the storage battery is a lead storage battery.
(7)
a power generation device that is a renewable energy power generation means for generating DC power;
a power conditioner that converts the DC power supplied from the power generator into AC power;
a storage battery that charges the DC power supplied from the power generation device;
an extended function unit connected to the power generator, the power conditioner, and the storage battery;
The extended function unit includes:
an output switching unit that distributes part or all of the DC power from the power generation device to the storage battery during charging;
and a system control unit that controls the output switching unit,
The system control unit operates the output switching unit in a storage battery priority mode in which the DC power supply from the power generation device to the storage battery is prioritized over the DC power supply from the power generation device to the power conditioner. It is possible to let
The output switching unit, which operates in the storage battery priority mode, supplies power exceeding a threshold power set as the maximum power to be supplied to the storage battery, out of the DC power supplied from the power generation device to the extended function unit. to the power conditioner.
(8)
Configure the power storage system according to any one of (1) to (7),
Consists of the storage battery and the extended function unit,
An extended function unit with a storage battery, comprising: an interface section that is electrically connected to a power supply unit that is preconfigured with the power generator and the power conditioner.
(9)
Configure the extended function unit with storage battery according to (8),
An extended function unit comprising an interface section electrically connected between the storage battery and the power conditioner.
１ 太陽光パネル（発電装置）
２ 拡張機能ユニット
２ａ 計時手段
２ｂ 時間帯設定手段
２ｃ 情報取得部
２ｅ 電力設定手段
２ｆ 電圧設定手段
２ｇ 放電量設定手段
３ パワーコンディショナ
４ 蓄電池（鉛蓄電池）
５ 分電盤
６ 系統
７ ネットワーク
８ インターフェース部
２０ 出力切換部
２１ システムコントロール部
２１ａ 情報取得部
２１ｃ トリガー情報取得部
２２ 充電器
２３ ＭＰＰＴ制御部
２４ シミュレーション部
２４ａ フルブリッジ回路
２４ｂ ＬＬＣ共振装置
２４ｃ トランス
２４ｄ ブリッジダイオード
２４ｅ 制御部
２４ｆ ＰＦＭ、ＰＷＭ生成回路
２５ 充電制御部
２６ 放電制御部
３０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３１ ＭＰＰＴ制御部
３２ インバータ
Ｓ 蓄電システム
Ｓ１ 電流センサ
Ｓ２ 電流センサ（電力監視手段）
Ｓ３ 電流センサ
Ｓ４ 電流センサ
Ｘ 蓄電システム
Ｙ 蓄電池付き拡張機能ユニット
Ｚ 給電ユニット
1 Solar panel (power generator)
2
5
S3 Current sensor S4 Current sensor X Power storage system Y Extended function unit with storage battery Z Power supply unit
Claims (8)
該発電装置から供給された前記直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、
前記発電装置から供給された前記直流電力を充電する蓄電池と、
前記発電装置と前記パワーコンディショナと前記蓄電池とに接続された拡張機能ユニットと、を備え、
該拡張機能ユニットは、
充電時に前記発電装置からの直流電力の一部又は全部を前記蓄電池へ振り分ける出力切換部と、
前記出力切換部を制御するシステムコントロール部と、を備え、
該システムコントロール部は、前記発電装置から前記蓄電池に前記直流電力を供給するよりも前記発電装置から前記パワーコンディショナに前記直流電力を供給することを優先するパワコン優先モードで前記出力切換部を動作させることが可能であり、
前記パワコン優先モードで動作する前記出力切換部は、前記発電装置から前記拡張機能ユニットに供給される前記直流電力のうち、前記パワーコンディショナに供給する最大電力として設定されている第一閾値電力を超える分の電力を、前記蓄電池に供給する
ことを特徴とする蓄電システム。 a power generation device that is a renewable energy power generation means for generating DC power;
a power conditioner that converts the DC power supplied from the power generator into AC power;
a storage battery that charges the DC power supplied from the power generation device;
an extended function unit connected to the power generator, the power conditioner, and the storage battery;
The extended function unit includes:
an output switching unit that distributes part or all of the DC power from the power generation device to the storage battery during charging;
and a system control unit that controls the output switching unit,
The system control unit operates the output switching unit in a power conditioner priority mode in which the supply of the DC power from the power generation device to the power conditioner is prioritized over the supply of the DC power from the power generation device to the storage battery. It is possible to let
The output switching unit operating in the power conditioner priority mode reduces the first threshold power set as the maximum power to be supplied to the power conditioner from the DC power supplied from the power generation device to the extended function unit. An electric storage system, wherein the excess electric power is supplied to the storage battery.
該蓄電池優先モードで動作する前記出力切換部は、前記発電装置から前記拡張機能ユニットに供給される前記直流電力のうち、前記蓄電池に供給する最大電力として設定されている第二閾値電力を超える分の電力を、前記パワーコンディショナに供給する請求項１又は２に記載の蓄電システム。 The system control unit operates in an operation mode of the output switching unit that is selectively set to the power conditioner priority mode, and the DC power is supplied from the power generation device to the power conditioner rather than being supplied from the power generation device to the power conditioner. It is possible to operate the output switching unit in a storage battery priority mode in which priority is given to supplying the DC power to a storage battery,
The output switching unit, which operates in the storage battery priority mode, controls the amount of DC power supplied from the power generation device to the extended function unit that exceeds a second threshold power set as the maximum power to be supplied to the storage battery. of electric power is supplied to the power conditioner.
該ＭＰＰＴ制御部は、前記蓄電池優先モードにおいて、前記発電装置で発電された電力を前記パワーコンディショナに供給せず前記蓄電池に供給する場合に機能する請求項３に記載の蓄電システム。 The extended function unit has an MPPT control unit that performs MPPT control on the power generation device,
4 . The power storage system according to claim 3 , wherein the MPPT control unit functions when the power generated by the power generation device is supplied to the storage battery without supplying the power to the power conditioner in the storage battery priority mode.
前記システムコントロール部は、前記パワコン優先モードと選択的に設定される前記出力切換部の動作モードであって、前記発電装置から前記拡張機能ユニットに供給される前記直流電力のうち前記負荷電力に対応する直流電力を超える分の電力を前記蓄電池に充電する余剰電力充電モードで前記出力切換部を動作させることが可能である請求項１から４のいずれか一項に記載の蓄電システム。 The extended function unit includes an information acquisition unit that acquires information indicating load power of the AC power converted by the power conditioner and consumed by an external load,
The system control unit selects an operation mode of the output switching unit that is selectively set to the power conditioner priority mode, and corresponds to the load power among the DC power supplied from the power generation device to the extended function unit. 5. The power storage system according to any one of claims 1 to 4, wherein the output switching unit can be operated in a surplus power charging mode in which the storage battery is charged with power exceeding the direct current power.
前記蓄電池と前記拡張機能ユニットとで構成され、
前記発電装置と前記パワーコンディショナとで予め構成されている給電ユニットに後付けで電気的に接続されるインターフェース部を有することを特徴とする蓄電池付き拡張機能ユニット。 Configuring the power storage system according to any one of claims 1 to 6,
Consists of the storage battery and the extended function unit,
An extended function unit with a storage battery, comprising: an interface section that is electrically connected to a power supply unit that is preconfigured with the power generator and the power conditioner.
前記蓄電池と前記パワーコンディショナとの間に電気的に接続されるインターフェース部を有することを特徴とする拡張機能ユニット。 Constructing an extended function unit with a storage battery according to claim 7,
An extended function unit comprising an interface section electrically connected between the storage battery and the power conditioner.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021064003A JP2022159662A (en) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | Power storage system, extended function unit with storage battery, and extended function unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021064003A JP2022159662A (en) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | Power storage system, extended function unit with storage battery, and extended function unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022159662A true JP2022159662A (en) | 2022-10-18 |
Family
ID=83641312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021064003A Pending JP2022159662A (en) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | Power storage system, extended function unit with storage battery, and extended function unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2022159662A (en) |
-
2021
- 2021-04-05 JP JP2021064003A patent/JP2022159662A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2692083C1 (en) | Power supply control device for residential houses, commercial and industrial facilities using network, auxiliary and renewable sources of electric energy and their combinations and method of intelligent control of connection of electric power sources | |
| WO2017026287A1 (en) | Control device, energy management device, system, and control method | |
| US20030047209A1 (en) | Photovoltaic power generation system with storage batteries | |
| EP2715904B1 (en) | System and method for integrating and managing demand/response between alternative energy sources, grid power, and loads | |
| US20050200133A1 (en) | Separate network and method for operating a separate network | |
| WO2011162025A1 (en) | Dc power distribution system | |
| JP7207437B2 (en) | DC power supply system | |
| JP2011250673A (en) | Energy controller and control method | |
| US20240022109A1 (en) | Back-up generator and associated electric power systems | |
| JP6828567B2 (en) | Grid interconnection system and power system | |
| CA2831361C (en) | Power generation system, backup power supply, data center installation method, power generation system controller, power system, and power generation system operating method | |
| JP5019399B2 (en) | Residential electrical energy management system | |
| JP6557153B2 (en) | Power management equipment | |
| KR20140111118A (en) | Solar-cell system having maximum power saving function and method thereof | |
| JP5841279B2 (en) | Electric power charging device | |
| CN116316750A (en) | Light storage regulation and control method and system | |
| US20220200287A1 (en) | Power control apparatus, control method for power control apparatus, and distributed power generating system | |
| Teo et al. | Modelling and optimisation of stand alone power generation at rural area | |
| US20220399722A1 (en) | Grid-connected unidirectional power supply | |
| JP2022159662A (en) | Power storage system, extended function unit with storage battery, and extended function unit | |
| JP7356922B2 (en) | Distributed power systems and distributed power supplies | |
| JP2022159663A (en) | Power storage system, extended function unit with storage battery, and extended function unit | |
| JP2005048207A (en) | Hydrogen production system | |
| JP2007300728A (en) | Power generating device | |
| Gawande et al. | Design and development of cost-effective solar PV based DC microgrid for rural applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210615 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221214 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240125 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240206 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240426 |