JP2023176283A - Power source system - Google Patents
Power source system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023176283A JP2023176283A JP2022088485A JP2022088485A JP2023176283A JP 2023176283 A JP2023176283 A JP 2023176283A JP 2022088485 A JP2022088485 A JP 2022088485A JP 2022088485 A JP2022088485 A JP 2022088485A JP 2023176283 A JP2023176283 A JP 2023176283A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- storage device
- control device
- power storage
- condition
- 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
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 51
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 22
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 53
- 230000008569 process Effects 0.000 description 44
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 14
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 12
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000004984 smart glass Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Description
本開示は、定置用の蓄電装置を適切に管理する技術に関する。 The present disclosure relates to a technique for appropriately managing a stationary power storage device.
特開2018-19575号公報(特許文献1)には、定置用の蓄電装置と電力変換回路とを備える電源システムが開示されている。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-19575 (Patent Document 1) discloses a power supply system including a stationary power storage device and a power conversion circuit.
定置用の蓄電装置には継続的な使用が期待される。このため、定置用の蓄電装置は、基本的には閉回路状態になっている。しかし、蓄電装置のメンテナンスが実行されるときには、蓄電装置は開放される。すなわち、メンテナンスは、蓄電装置が開放された状態(開回路状態)で行われる。一般に、定置用の蓄電装置のメンテナンスは、電源システムの制御部が停止した状況、すなわち電源システムに含まれる各制御装置に電力が供給されていない状況において行われると考えられる。ユーザは、電源システムを使用しないタイミングで電源システムの制御部を停止させて電源システムが作動しない状態にする。これにより、蓄電装置が非通電状態になり、蓄電装置のメンテナンスに係る処理を行うことが可能になる。メンテナンスに係る処理の例としては、蓄電装置の情報を取得するための各種センサの補正や、蓄電装置のOCV(Open Circuit Voltage)の取得などが挙げられる。 Stationary power storage devices are expected to continue to be used. Therefore, the stationary power storage device is basically in a closed circuit state. However, when maintenance of the power storage device is performed, the power storage device is opened. That is, maintenance is performed with the power storage device in an open state (open circuit state). In general, maintenance of a stationary power storage device is considered to be performed when the control unit of the power supply system is stopped, that is, when power is not supplied to each control device included in the power supply system. When the user does not use the power system, the user stops the control unit of the power system to put the power system into a non-operating state. As a result, the power storage device becomes de-energized, and it becomes possible to perform processing related to maintenance of the power storage device. Examples of maintenance-related processing include correction of various sensors for acquiring information about the power storage device, acquisition of OCV (Open Circuit Voltage) of the power storage device, and the like.
しかし、電源システムの制御部をいったん停止状態にすると、制御可能な状態に戻すために時間がかかり、ユーザの利便性を損なう可能性がある。また、メンテナンスのたびに制御部が停止状態になると、電源システムの制御部が蓄電装置の開放タイミング(ひいては、メンテナンスのタイミング)を適切に管理することが難しくなる。ただし、蓄電装置のメンテナンス中に電源システムの制御部を作動状態に維持するために新たな蓄電装置(制御部のための蓄電装置)を追加することは、コストの観点で望ましくない。 However, once the control unit of the power supply system is brought to a halted state, it takes time to return to a controllable state, which may impair user convenience. Furthermore, if the control unit is brought to a halt state every time maintenance is performed, it becomes difficult for the control unit of the power supply system to appropriately manage the timing of opening the power storage device (and, by extension, the timing of maintenance). However, from the viewpoint of cost, it is not desirable to add a new power storage device (power storage device for the control section) to maintain the control section of the power supply system in an operating state during maintenance of the power storage device.
また、定置用の蓄電装置の使用を長期にわたって継続するためには、十分な頻度で蓄電装置のメンテナンスを行うことが望ましい。特許文献1に記載された電源システムでは、蓄電装置のメンテナンスを行うために蓄電装置を開放しないため、蓄電装置について十分な頻度でメンテナンスが実行されない可能性がある。
Furthermore, in order to continue using a stationary power storage device over a long period of time, it is desirable to perform maintenance on the power storage device with sufficient frequency. In the power supply system described in
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄電装置から電力の供給を受ける制御装置からの要求によって、その蓄電装置を適切なタイミングで開放することができる電源システムを提供することである。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and the purpose is to provide a power supply that can open a power storage device at an appropriate timing in response to a request from a control device that receives power from the power storage device. The goal is to provide a system.
本開示に係る電源システムは、電気負荷に電力を供給する定置用の蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受ける第1制御装置と、電気負荷と蓄電装置との間に位置し、かつ、蓄電装置と第1制御装置との間には位置しない電力変換回路と、電力変換回路を制御する第2制御装置とを備える。電力変換回路は、電気負荷と蓄電装置とをつなぐ電路の接続状態と遮断状態とを切り替える少なくとも1つのスイッチを含む。第1制御装置は、所定の第1条件が成立すると、蓄電装置の開放を要求する遮断要求信号を第2制御装置へ送信するように構成される。第2制御装置は、遮断要求信号を受信したことを含む第2条件が成立すると、蓄電装置が開回路状態になるように少なくとも1つのスイッチを制御するように構成される。 A power supply system according to the present disclosure includes a stationary power storage device that supplies power to an electric load, a first control device that receives power from the power storage device, and is located between the electric load and the power storage device, and The power conversion circuit includes a power conversion circuit that is not located between the power storage device and the first control device, and a second control device that controls the power conversion circuit. The power conversion circuit includes at least one switch that switches between a connected state and a disconnected state of an electric line connecting an electric load and a power storage device. The first control device is configured to transmit a cutoff request signal requesting to open the power storage device to the second control device when a predetermined first condition is satisfied. The second control device is configured to control at least one switch so that the power storage device enters an open circuit state when a second condition including receiving the cutoff request signal is satisfied.
上記第1制御装置は、第2制御装置に遮断要求信号を送信することにより、第2制御装置に蓄電装置の開放を要求することができる。第1制御装置は、第1条件の成否を監視することで、適切なタイミングで第2制御装置に蓄電装置の開放を要求することができる。 The first control device can request the second control device to open the power storage device by transmitting a cutoff request signal to the second control device. The first control device can request the second control device to open the power storage device at an appropriate timing by monitoring whether the first condition is met.
また、第2条件が成立したときには、電力変換回路のスイッチによって蓄電装置が電気負荷の回路から切り離され、蓄電装置が開回路状態になる。第2条件は、第2制御装置が第1制御装置から遮断要求信号を受信することのみによって成立してもよいし、それに加えて他の要件がさらに満たされたときに成立してもよい。電力変換回路は、蓄電装置と制御装置との間には位置しないため、電気負荷と蓄電装置とをつなぐ電路がスイッチによって遮断されても、蓄電装置と制御装置とをつなぐ電路は接続状態に維持される。このため、蓄電装置が開回路状態になっても、第1制御装置は、蓄電装置から電力の供給を受けることができる。上記電源システムでは、第1制御装置を作動状態に維持したまま、蓄電装置の開閉状態(開回路状態/閉回路状態)を切り替える制御を実行することができる。蓄電装置の開放タイミングを管理する第1制御装置が作動状態に維持されるため、蓄電装置が適切なタイミングで開放されやすくなる。 Further, when the second condition is satisfied, the power storage device is disconnected from the electric load circuit by the switch of the power conversion circuit, and the power storage device becomes an open circuit state. The second condition may be satisfied only when the second control device receives the cutoff request signal from the first control device, or may be satisfied when other requirements are further satisfied. The power conversion circuit is not located between the power storage device and the control device, so even if the electrical path connecting the electrical load and the power storage device is cut off by a switch, the power path connecting the power storage device and the control device remains connected. be done. Therefore, even if the power storage device is in an open circuit state, the first control device can receive power from the power storage device. In the above power supply system, control can be executed to switch the power storage device between open and closed states (open circuit state/closed circuit state) while maintaining the first control device in the operating state. Since the first control device that manages the opening timing of the power storage device is maintained in an operating state, the power storage device can be easily opened at an appropriate timing.
上記第1制御装置は、蓄電装置が開回路状態になっている間も動作することができる。第1制御装置は、蓄電装置が開回路状態になっている間に、電源システム(例えば、蓄電装置)に関する情報を取得してもよいし、蓄電装置を閉回路状態に戻すことを第2制御装置に要求してもよい。 The first control device can operate even while the power storage device is in an open circuit state. The first control device may acquire information regarding the power supply system (e.g., the power storage device) while the power storage device is in the open circuit state, and the second control device may return the power storage device to the closed circuit state. may be requested from the device.
第1条件は、前回メンテナンス実行時から所定時間経過したことを含んでもよい。第1制御装置は、第2条件が成立した場合に、蓄電装置が開回路状態である状態で蓄電装置のメンテナンスに係る処理を実行するように構成されてもよい。 The first condition may include that a predetermined period of time has passed since the last time maintenance was performed. The first control device may be configured to perform processing related to maintenance of the power storage device while the power storage device is in an open circuit state when the second condition is satisfied.
上記構成によれば、前回メンテナンス実行時から所定時間経過した場合に、第1制御装置が第2制御装置に蓄電装置の開放を要求することができる。また、第1制御装置によってメンテナンスに係る処理を自動的に実行することができる。このため、十分な頻度で蓄電装置のメンテナンスが実行されやすくなる。 According to the above configuration, the first control device can request the second control device to open the power storage device when a predetermined period of time has passed since the last time maintenance was performed. Further, the first control device can automatically execute maintenance-related processing. Therefore, maintenance of the power storage device can be easily performed with sufficient frequency.
なお、メンテナンスに係る処理の例としては、蓄電装置のOCV(Open Circuit Voltage)の取得や、以下に説明するセル電圧の均等化などが挙げられる。 Note that examples of processing related to maintenance include acquisition of OCV (Open Circuit Voltage) of the power storage device, equalization of cell voltages, etc. described below.
上述したいずれかの電源システムにおいて、蓄電装置は、互いに電気的に接続された複数のセルを備える組電池を含んでもよい。第1条件は、組電池におけるセル電圧のばらつき度合いが所定レベルを超えたことを含んでもよい。第1制御装置は、第2条件が成立した場合に、蓄電装置が開回路状態である状態で組電池におけるセル電圧の均等化を実行するように構成されてもよい。 In any of the power supply systems described above, the power storage device may include an assembled battery including a plurality of cells electrically connected to each other. The first condition may include that the degree of variation in cell voltage in the assembled battery exceeds a predetermined level. The first control device may be configured to equalize the cell voltages in the assembled battery while the power storage device is in an open circuit state when the second condition is satisfied.
上記構成によれば、組電池におけるセル電圧のばらつき度合いが大きくなった場合に、第1制御装置が第2制御装置に蓄電装置の開放を要求することができる。また、第1制御装置によってセル電圧の均等化を自動的に実行することができる。このため、組電池におけるセル電圧のばらつきが過剰に大きくなることを抑制できる。 According to the above configuration, when the degree of variation in cell voltage in the assembled battery becomes large, the first control device can request the second control device to open the power storage device. Furthermore, equalization of cell voltages can be automatically performed by the first control device. Therefore, it is possible to suppress variations in cell voltage in the assembled battery from becoming excessively large.
上述したいずれかの電源システムは、蓄電装置と第1制御装置との間に位置し、かつ、蓄電装置と電力変換回路との間に位置するように配置された少なくとも1つのリレーをさらに備えてもよい。第1制御装置は、外部電源と発電装置との少なくとも一方から電力の供給を受けるように構成されてもよい。第1制御装置は、遮断要求信号を第2制御装置へ送信した後、ユーザから許可を受けたことを含む第3条件が成立すると、蓄電装置が開回路状態になるように少なくとも1つのリレーを制御するように構成されてもよい。 Any of the power supply systems described above further includes at least one relay disposed between the power storage device and the first control device and between the power storage device and the power conversion circuit. Good too. The first control device may be configured to receive power from at least one of an external power source and a power generation device. After transmitting the cutoff request signal to the second control device, the first control device activates at least one relay so that the power storage device enters an open circuit state when a third condition including receiving permission from the user is satisfied. may be configured to control.
上記構成では、第1制御装置が、蓄電装置だけでなく、外部電源と発電装置との少なくとも一方からも電力の供給を受けられる。また、第1制御装置は、蓄電装置と電力変換回路との間に位置する少なくとも1つのリレーによって蓄電装置を開放することができる。上記リレーによって蓄電装置が開放されることで、蓄電装置の電圧が電力変換回路に印加されなくなり、電力変換回路の劣化が抑制される。 In the above configuration, the first control device can receive power not only from the power storage device but also from at least one of the external power source and the power generation device. Further, the first control device can open the power storage device using at least one relay located between the power storage device and the power conversion circuit. When the power storage device is opened by the relay, the voltage of the power storage device is no longer applied to the power conversion circuit, and deterioration of the power conversion circuit is suppressed.
しかしながら、上記電源システムにおいて、第1制御装置は、外部電源または発電装置から常に電力の供給を受けられるとは限らない。外部電源に異常が生じて、外部電源から第1制御装置への電力供給が停止(停電)することも考えられる。また、発電装置が十分に発電できない可能性もある。そこで、上記構成では、上記リレーによって蓄電装置を開放する条件(第3条件)が、ユーザから許可を受けたことを含む。ユーザは、外部電源や発電装置の状況を確認してから、上記リレーによる蓄電装置の開放を第1制御装置に許可することができる。このため、第1制御装置が電源を失って停止してしまうことが抑制される。 However, in the power supply system described above, the first control device cannot always receive power from the external power supply or power generation device. It is also conceivable that an abnormality occurs in the external power supply and the power supply from the external power supply to the first control device is stopped (power outage). There is also a possibility that the power generation device cannot generate enough power. Therefore, in the above configuration, the condition (third condition) for opening the power storage device by the relay includes receiving permission from the user. After checking the status of the external power source and the power generation device, the user can permit the first control device to open the power storage device using the relay. This prevents the first control device from losing power and stopping.
上述したいずれかの電源システムにおいて、第2制御装置は、所定の第4条件が成立すると、遮断要求信号の受信の有無にかかわらず、蓄電装置が開回路状態になるように上記電力変換回路の少なくとも1つのスイッチを制御した後、蓄電装置が開回路状態になったことを示す信号を第1制御装置に送信するように構成されてもよい。 In any of the power supply systems described above, the second control device controls the power conversion circuit so that when a predetermined fourth condition is satisfied, the power storage device enters an open circuit state regardless of whether or not a cutoff request signal is received. After controlling the at least one switch, the power storage device may be configured to transmit a signal indicating that the power storage device is in an open circuit state to the first control device.
蓄電装置について十分なメンテナンスを行うためには、十分な頻度で蓄電装置を開回路状態にすることが望ましい。そして、蓄電装置が待機状態(充電も放電も行わない状態)になる状況において蓄電装置を開回路状態にしても、ユーザの利便性は損なわれないと考えられる。そこで、上記電源システムでは、第4条件が成立した場合に、第2制御装置が、遮断要求信号の受信の有無(すなわち、第1制御装置からの要求の有無)にかかわらず、蓄電装置を開回路状態にする。蓄電装置が待機状態になる可能性が高い状況で成立するように第4条件を設定することによって、定置用の蓄電装置についてユーザの高い利便性と十分なメンテナンスとの両立を図ることが可能になる。 In order to perform sufficient maintenance on the power storage device, it is desirable to put the power storage device into an open circuit state with sufficient frequency. Further, even if the power storage device is placed in an open circuit state in a situation where the power storage device is in a standby state (a state in which neither charging nor discharging is performed), it is considered that the user's convenience will not be impaired. Therefore, in the above power supply system, when the fourth condition is satisfied, the second control device opens the power storage device regardless of whether or not a cutoff request signal is received (that is, whether there is a request from the first control device). Put into circuit state. By setting the fourth condition so that it holds true in situations where there is a high possibility that the power storage device will be in standby mode, it is possible to achieve both high user convenience and sufficient maintenance for stationary power storage devices. Become.
また、上記電源システムでは、第2制御装置が、蓄電装置を開回路状態にした後、蓄電装置が開回路状態になったことを示す信号を第1制御装置に送信する。第1制御装置は、第2制御装置から上記信号を受信することで、蓄電装置の開放タイミングを適切に管理しやすくなる。 Further, in the above power supply system, after the second control device places the power storage device in an open circuit state, the second control device transmits a signal indicating that the power storage device has entered the open circuit state to the first control device. By receiving the signal from the second control device, the first control device can easily manage the opening timing of the power storage device.
本開示によれば、蓄電装置から電力の供給を受ける制御装置からの要求によって、その蓄電装置を適切なタイミングで開放することができる電源システムを提供することが可能になる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a power supply system that can open a power storage device at an appropriate timing in response to a request from a control device that receives power from the power storage device.
本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
図1は、本開示の実施の形態に係る電源システムの概要について説明するための図である。図1を参照して、この実施の形態に係る電源システムは、建物100に適用される。この実施の形態では、建物100が住宅(例えば、ユーザの自宅)である。ただしこれに限られず、建物100は、他の建物(工場、商業施設など)であってもよい。
FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of a power supply system according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 1, the power supply system according to this embodiment is applied to a
建物100の電源システムは、制御装置112と、制御部122と、制御装置250と、各種センサとを含む。制御装置112、制御部122、および制御装置250の各々は、電源システムの制御部に相当し、各種センサから検出結果を受け取り、建物100の電源設備を制御する。また、電源システムの制御部は携帯端末500と無線通信を行う。
The power supply system of the
制御装置112、制御部122、および制御装置250の各々としては、プロセッサ、RAM(Random Access Memory)、記憶装置、タイマ(計時機能)、および通信I/F(インターフェース)を備えるコンピュータを採用できる。また、携帯端末500も、同様の構成を有するコンピュータを内蔵する。プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を採用できる。記憶装置は、格納された情報を保存可能に構成される。記憶装置は、例えばROM(Read Only Memory)および書き換え可能な不揮発性メモリを含んでもよい。各コンピュータにおいて、記憶装置に記憶されているプログラムをプロセッサが実行することで、各種の処理(例えば、図2~図6参照)が実行される。ただし、これらの各種処理は、ソフトウェアによる実行に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で実行することも可能である。
As each of the
携帯端末500は、ユーザによって携帯される。この実施の形態では、携帯端末500として、タッチパネルディスプレイを具備するスマートフォンを採用する。携帯端末500には、当該電源システムを利用するためのアプリケーションソフトウェアがインストールされている。ただしこれに限られず、携帯端末500としては、任意の携帯端末500を採用可能であり、ラップトップ、タブレット端末、ウェアラブルデバイス(例えば、スマートウォッチ、スマートグラス)、または電子キーなども採用可能である。
制御装置112と制御部122と制御装置250とは、例えばバス(図示せず)を介して接続され、相互に有線通信する。この実施の形態では、携帯端末500と制御装置112とは直接的に通信するが、携帯端末500と制御装置250とは直接的に通信しない。携帯端末500と制御装置250との間での情報のやり取りは制御装置112を介して行われる。これにより、制御装置250の情報セキュリティ上の機密性が向上する。ただしこれに限られず、携帯端末500は、制御装置112、制御部122、および制御装置250の各々と直接的に通信可能に構成されてもよい。
The
この実施の形態では、制御装置112、制御部122、制御装置250が、それぞれ以下に説明する電力変換ユニット110、PCS120、蓄電パック200に収容されている。
In this embodiment, a
建物100の電源システムは、電力変換ユニット110と、PCS(Power Conditioning System)120と、分電盤130とを含む。建物100には、定置の蓄電パック200と発電装置300とが設けられている。蓄電パック200は電力変換ユニット110と電気的に接続されている。発電装置300はPCS120と電気的に接続されている。
The power supply system of the
電力変換ユニット110は、DC/DCコンバータ111と、DC/DCコンバータ111を制御する制御装置112とを含む。
DC/DCコンバータ111は、電気負荷150と蓄電装置210との間に位置し、かつ、蓄電装置210と制御装置250との間には位置しないように配置されている。DC/DCコンバータ111は、電気負荷150と蓄電装置210とをつなぐ電路の接続状態と遮断状態とを切り替える少なくとも1つのスイッチ111aを含む。図1には、1つのスイッチ111aのみを示しているが、DC/DCコンバータ111に含まれるスイッチ111aの数は2つ以上であってもよい。DC/DCコンバータ111は、ブリッジ接続された4つのスイッチ111aを含んでもよい。スイッチ111aは、例えばIGCT(Integrated Gate-Commutated Thyristor)のようなサイリスタである。ただしこれに限られず、トライアックまたはトランジスタ(IGBT、MOSFET、バイポーラトランジスタ等)のような他の半導体スイッチも、スイッチ111aとして採用可能である。
DC/
DC/DCコンバータ111は、双方向に電力変換(例えば、変圧)を行う双方向DC/DCコンバータである。DC/DCコンバータ111は、昇降圧チョッパ方式の双方向DC/DCコンバータであってもよい。PCS120からDC/DCコンバータ111に直流電力(DC)が入力されると、DC/DCコンバータ111は、電力変換後の直流電力(DC)を蓄電パック200へ出力する。蓄電パック200からDC/DCコンバータ111に直流電力(DC)が入力されると、DC/DCコンバータ111は、電力変換後の直流電力(DC)をPCS120へ出力する。なお、DC/DCコンバータ111は、絶縁型の双方向DC/DCコンバータであってもよいし、非絶縁型の双方向DC/DCコンバータであってもよい。
The DC/
制御装置112は、少なくとも1つのスイッチ111aの開閉状態(開状態/閉状態)を制御することにより、蓄電パック200側の回路とPCS120側の回路とをつなぐ電路の接続/遮断を切り替えることができる。例えば、DC/DCコンバータ111は、全てのスイッチ111aが開状態になったときに蓄電パック200側の回路とPCS120側の回路とをつなぐ電路が遮断状態になるように構成されてもよい。以下では、分電盤130(電気負荷150)と蓄電装置210とをつなぐ電路が遮断されるように制御装置112が少なくとも1つのスイッチ111aを制御することを、「ゲート遮断」と称する。
The
PCS120は、電力系統PGと電気的に接続されている。電力系統PGは、電力網と発電設備と変電設備とを含む。電力網は送配電設備によって構築される。電力系統PGは、所定エリアに電力を供給する。建物100は、所定エリア内に位置する。電力系統PGはPCS120に交流電力(例えば、単相または三相交流電力)を供給する。
The
PCS120は、回路部121と、回路部121を制御する制御部122とを含む。回路部121は、パワーコンディショニングに係る処理(例えば、電力変換および入出力調整)のための各種回路を含む。この実施の形態では、回路部121がDC/DCコンバータとAC/DC変換回路(インバータ)とを含む。ただし、回路部121の回路構成は適宜変更可能である。回路部121には、電力系統PG、発電装置300、およびDC/DCコンバータ111(蓄電パック200側)の各々から電力が入力される。また、回路部121は、DC/DCコンバータ111および分電盤130の各々へ電力を出力する。回路部121は、電力系統PGから受けた交流電力を直流電力に変換し、直流電力をDC/DCコンバータ111(蓄電パック200側)へ出力する。
The
発電装置300は、自然エネルギーまたは燃料を利用して発電を行い、発電した電力をPCS120の回路部121へ出力する。この実施の形態に係る発電装置300は、建物100の屋根に設置された太陽光パネルを含む。太陽光パネルは、太陽光を利用して発電を行う。太陽光パネルは、気象条件によって発電出力が変動する自然変動電源である。ただし、発電装置300は、太陽光パネルに限られず、他の発電装置(例えば、風力発電装置または水力発電装置)を含んでもよい。
The
分電盤130は、PCS120の回路部121から電力(例えば、単相または三相交流電力)の供給を受ける。回路部121は、電力系統PG、発電装置300、およびDC/DCコンバータ111の各々から受けた電力を、分電盤130に適した電力に変換し、変換後の電力を分電盤130へ出力する。分電盤130は、電気負荷150と電気的に接続されている。電気負荷150は、分電盤130から電力の供給を受ける。電気負荷150は、分電盤130と直接的に接続されてもよい。あるいは、電気負荷150は、建物100に設けられたコンセント(図示せず)を介して分電盤130と電気的に接続されてもよい。電気負荷150は照明器具を含んでもよい。電気負荷150は、建物100の屋内で使用される家庭用電気機械器具(例えば、空調設備、調理器具、情報機器、冷蔵庫、または洗濯機)を含んでもよい。電気負荷150は、建物100の屋外に設置された車両用給電設備(Electric Vehicle Supply Equipment)を含んでもよい。
The
蓄電パック200は、蓄電装置210と、BMS(Battery Management System)210aと、SMR(System Main Relay)220と、電力変換回路230と、制御装置250とを含む。
蓄電装置210は、電気負荷150に電力を供給する定置用の蓄電装置である。蓄電装置210は、例えば二次電池を含んで構成される。この実施の形態では、蓄電装置210として、複数のリチウムイオン二次電池を含む組電池を採用する。組電池は、互いに電気的に接続された複数の二次電池(一般に「セル」とも称される)を含む。なお、二次電池は、液式二次電池であってもよいし、全固体二次電池であってもよい。
蓄電装置210には、蓄電装置210の状態を監視するBMS(Battery Management System)210aが設けられている。BMS210aは、蓄電装置210の状態(例えば、電圧、電流、および温度)を検出する各種センサと、各種センサによる検出信号が入力される監視IC(集積回路)とを含む。監視ICは、各種センサによる検出信号を用いて蓄電装置210の状態を示す信号(以下、「BMS信号」とも称する)を生成し、生成されたBMS信号を制御装置250へ出力する。この実施の形態では、電圧センサおよび温度センサの各々が、蓄電装置210(組電池)を構成する1つのセル毎に1つずつ設けられている。ただしこれに限られず、電圧センサおよび温度センサの各々は、複数個のセル毎に1つずつ設けられていてもよいし、1つの組電池に対して1つだけ設けられていてもよい。
The
この実施の形態では、監視ICがSOC(State Of Charge)推定機能およびSOH(State of Health)推定機能をさらに有する。制御装置250は、上記BMS信号に基づいて蓄電装置210の状態(例えば、温度、電流、電圧、SOC、およびSOH)を取得することができる。SOCは、蓄電残量を示し、例えば満充電状態の蓄電量に対する現在の蓄電量の割合を0~100%で表わしたものである。SOHは、健全度または劣化度を示し、例えば初期の満充電容量に対する現在の満充電容量の割合を0~100%で表わしたものである。
In this embodiment, the monitoring IC further has a SOC (State of Charge) estimation function and an SOH (State of Health) estimation function.
この実施の形態では、監視ICがセル電圧の均等化機能をさらに有する。具体的には、蓄電装置210において隣り合うセル間に、それらセル間をつなぐ電路の接続/遮断を切り替えるスイッチ(図示せず)が設けられている。これらのスイッチは、監視ICによって制御される。監視ICは、各スイッチの閉状態/開状態を切り替えることによって、セル電圧の均等化を実行する。
In this embodiment, the monitoring IC further has a cell voltage equalization function. Specifically, a switch (not shown) is provided between adjacent cells in
SMR220は、蓄電装置210とDC/DCコンバータ111とをつなぐ電路の接続/遮断を切り替える少なくとも1つのリレーを含む。この実施の形態では、SMR220が一対のリレー(例えば、電磁式のメカニカルリレー)を含む。これらのリレーは、蓄電装置210と制御装置250との間に位置し、かつ、蓄電装置210とDC/DCコンバータ111との間に位置するように配置されている。SMR220は、制御装置250によって制御される。SMR220は、基本的には閉状態(接続状態)に維持されるが、所定の条件が成立すると遮断される(後述する図6参照)。なお、SMR220を構成するリレーの数は適宜変更可能である。
この実施の形態では、PCS120の制御部122が連系運転と自立運転とを切り替える。電力系統PGからPCS120に電力が供給されている間は、制御部122は建物100を連系運転の状態にする。連系運転では、電力系統PGから分電盤130に電力が供給される。連系運転中は、電力系統PGと分電盤130とが電気的に接続されている。他方、電力系統PGに何らかの不具合が生じて、電力系統PGから分電盤130への電力供給が停止(停電)すると、制御部122は、連系運転から自立運転に切り替える。これにより、建物100が自立運転の状態になる。自立運転では、電力系統PGから分電盤130に電力が供給されず、蓄電装置210が電力系統PGの代わりに分電盤130に電力を供給する。自立運転中は、電力系統PGと分電盤130とをつなぐ電路がPCS120で遮断されるように、制御部122が回路部121を制御する。これにより、電力系統PGと分電盤130とが電気的に切り離される。
In this embodiment, the
電力変換回路230は、制御装置250の電源回路に相当する。電力変換回路230は、DC/DCコンバータを含む。電力変換回路230は、例えば、入力された直流電力を降圧して、降圧された直流電力を制御装置250へ出力する。電力変換回路230は、SMR220とDC/DCコンバータ111との間から分岐した電路に接続されている。連系運転中は、電力系統PGからの電力がPCS120およびDC/DCコンバータ111を経て電力変換回路230に供給される。自立運転中は、蓄電装置210または発電装置300からの電力が電力変換回路230に供給される。電力変換回路230は、供給された電力を制御装置250の作動に適した電力(例えば、約12Vの直流電力)に変換し、変換後の電力を制御装置250へ出力する。
建物100は、EMS(Energy Management System)を含んでもよい。また、建物100の電源システムは、電力系統PGと分電盤130との間でやり取りされる電力を検出する電力量計(例えば、スマートメータ)と、PCS120に入力される電力とPCS120から出力される電力との各々を検出する電力量計とをさらに含んでもよい。これらの電力量計による検出結果がEMSへ出力されてもよい。EMSは、これらの電力量計による検出結果を用いて、連系運転中における建物100の発電電力および需要電力(発電電力と電力系統PGからの供給電力との合計に相当)と、自立運転中における建物100の発電電力および需要電力(発電電力と蓄電装置210からの供給電力との合計に相当)とを取得し、こうしたデータを経時的に記録してもよい。制御装置250は、建物100の需給状況を示す情報をEMSから受信してもよい。EMSは、発電装置300(太陽光パネル)による発電電力が需要電力を上回って余剰電力が生じた場合に、蓄電装置210に余剰電力を蓄えることを要求する信号(以下、「PV(Photovoltaic)充電要求信号」と称する)を、制御装置112へ送信してもよい。
The
この実施の形態に係る電源システムは、第1~第3動作モードで動作し得る。第3動作モードは、外部制御(例えば、EMSまたは外部サーバによる蓄電装置210の充放電制御)を許可する動作モードである。第3動作モードにおいて、電源システムが外部から制御指令を受けている間は、電源システムの制御部(制御装置112、制御部122、および制御装置250)による蓄電装置210の充放電制御が禁止される。他方、第1および第2動作モードの各々では、外部制御を許可せず、電源システムの制御部が蓄電装置210の充放電を制御する。一例では、第1動作モードは通常モードに相当し、第2動作モードはエネルギー節約モードに相当し、第3動作モードは外部制御モードに相当する。
The power supply system according to this embodiment can operate in first to third operation modes. The third operation mode is an operation mode that allows external control (for example, charge/discharge control of
ユーザは、携帯端末500を介して、第1~第3動作モードから選んだ1つの動作モードを制御装置112に設定してもよい。例えば、ユーザから携帯端末500に動作モードが入力されると、携帯端末500がその動作モードを制御装置112に送信し、その動作モードが制御装置112に設定されてもよい。この実施の形態に係る電源システムは、制御装置112に設定された動作モードで動作する。
The user may set one operation mode selected from the first to third operation modes to the
図2は、蓄電装置210の開閉状態の切替え方法の第1の例を示すフローチャートである。フローチャート中の「S」は、ステップを意味する。S11~S17の一連の処理は制御装置112(電力変換ユニット110)によって実行され、S21~S23の一連の処理は、制御装置250(蓄電パック200)によって実行される。制御装置112は、S11~S17の一連の処理を繰り返し実行することにより、ゲート遮断条件の成否を監視している。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a first example of a method for switching the open/closed state of
図1とともに図2を参照して、S11では、制御装置112が、設定された動作モード(すなわち、現在の電源システムの動作モード)を取得する。前述したように、動作モードは、ユーザによって制御装置112に設定される。
Referring to FIG. 2 together with FIG. 1, in S11, the
続けて、制御装置112は、S12において所定のゲート遮断条件が成立するか否かを判断する。この実施の形態では、動作モードごとに異なるゲート遮断条件が設定される。すなわち、制御装置112は、S11で取得された動作モードに対応するゲート遮断条件を取得し、そのゲート遮断条件が成立するか否かを判断する。
Subsequently, the
第1動作モードに対応するゲート遮断条件は、現在時刻が所定の時間帯であり、かつ、蓄電装置210の充電が完了している場合に成立し、これらの要件を満たさない場合には成立しない。所定の時間帯は、深夜の時間帯(例えば、2:00~5:00)であってもよい。制御装置112は、蓄電装置210の充電が正常に終了した場合(すなわち、蓄電装置210を目標SOCまで充電できた場合)に、蓄電装置210の充電が完了したと判断してもよい。また、制御装置112は、蓄電装置210のSOCが所定の第1SOC値(例えば、蓄電装置210の満充電を示す上限SOC値)以上である場合に、蓄電装置210の充電が完了していると判断してもよい。
The gate cutoff condition corresponding to the first operation mode is satisfied when the current time is in a predetermined time period and charging of the
第2動作モードに対応するゲート遮断条件は、蓄電装置210のSOCが所定の第2SOC値(例えば、蓄電装置210の放電限界を示す下限SOC値)以下であり、かつ、PV充電要求信号を受信していない場合に成立し、これらの要件を満たさない場合には成立しない。
The gate cutoff condition corresponding to the second operation mode is that the SOC of
第3動作モードに対応するゲート遮断条件は、制御装置112が外部(例えば、EMSまたはサーバ)から待機指令を受けている場合に成立し、制御装置112が外部から待機指令を受けていない場合には成立しない。なお、制御装置112が待機指令を受けている間は、蓄電装置210は待機状態(充電も放電も行わない状態)に維持される。
The gate cutoff condition corresponding to the third operation mode is satisfied when the
ゲート遮断条件が成立する場合には(S12にてYES)、制御装置112は、S13において所定の遮断禁止条件が成立するか否かを判断する。制御装置112は、例えば、電力変換ユニット110に異常が生じていること(第1禁止条件)と、建物100が自立運転中であること(第2禁止条件)と、放電要求が生じていること(第3禁止条件)との各々が成立するか否かに基づいて、遮断禁止条件が成立するか否かを判断する。この実施の形態では、第1~第3禁止条件のいずれかが成立する場合には遮断禁止条件が成立し、第1~第3禁止条件がいずれも成立しない場合には遮断禁止条件が成立しない。第3禁止条件は、例えば、蓄電装置210が電力を供給する対象(例えば、PCS120または電気負荷150)が制御装置112に蓄電装置210の放電を要求したときに成立する。
If the gate cutoff condition is satisfied (YES in S12), the
この実施の形態では、制御装置112が、S12およびS13において第4条件が成立するか否かを判断する。この実施の形態では、S12にてYES、かつ、S13にてNOと判断されることが、第4条件が成立することを意味する。また、S12にてNOと判断されることと、S13にてYESと判断されることとの各々が、第4条件が成立しないことを意味する。
In this embodiment, the
第4条件が成立する場合には(S12にてYESかつS13にてNO)、制御装置112が、S14においてゲート遮断を実行する。これにより、蓄電パック200とPCS120とをつなぐ電路が遮断され、蓄電装置210が開回路状態(開放状態)になる。開放状態の蓄電装置210には電流が流れないため、開放状態の蓄電装置210の電流は0Aになる。
If the fourth condition is satisfied (YES in S12 and NO in S13), the
続けて、制御装置112は、S15において、「ゲート遮断中」のステータス信号を制御装置250へ送信する。「ゲート遮断中」のステータス信号は、蓄電装置210が開回路状態になったことを示す信号に相当する。その後、制御装置112は、S16において遮断解除要求が生じたか否かを判断する。遮断解除要求が生じるまでの間は(S16にてNO)、S14~S16が繰り返される。S16の詳細については後述する。
Subsequently, in S15, the
制御装置250は、上記「ゲート遮断中」のステータス信号を受信すると、S21~S23の一連の処理を開始する。制御装置250は、S21において、開放された蓄電装置210のメンテナンスに係る処理を実行する。具体的には、制御装置250が、以下に説明する第1項目および第2項目に係る処理を、メンテナンスに係る処理として実行する。BMS210aに含まれる監視ICが、制御装置250からの指令に従って第1項目および第2項目に係る処理を実行してもよい。
When the
第1項目は、BMS210aに含まれる監視ICの自己診断(ダイアグノーシス)である。具体的には、監視ICは、蓄電装置210が非通電状態(電流0A)であるときにBMS210aに含まれる電圧センサから蓄電装置210のOCVを取得し、取得されたOCVを制御装置250へ出力する。監視ICは、OCVの取得が正常に行われたか否かに基づいて、正常に動作できるかを自己診断する。制御装置250は、監視ICから受け取ったOCVを取得時刻と紐付けて記憶装置に保存する。
The first item is self-diagnosis of the monitoring IC included in the
第2項目は、蓄電装置210におけるセル電圧の均等化である。具体的には、監視ICは、蓄電装置210におけるセル電圧が均等化されるように、蓄電装置210の隣り合うセル間に設けられたスイッチの開閉制御を実行する。
The second item is equalization of cell voltages in
制御装置250は、S22において、蓄電装置210のメンテナンスが完了したか否かを判断する。制御装置250は、項目ごとに完了したか否かを判断する。いずれかの項目が完了すると、制御装置250は、その項目が完了した時刻とともにメンテナンス中に得た情報(例えば、異常に関する情報)を記憶装置に保存する。制御装置250は、項目ごとの完了フラグを保有し、いずれかの項目が完了すると、対応する完了フラグをONにする。ゲート遮断中に全ての項目の完了フラグがONになると(すなわち、全ての項目が完了すると)、制御装置250はメンテナンス完了信号を制御装置112へ送信する。そして、S22においてYESと判断される。他方、いずれかの項目が完了していないときは、S22においてNOと判断され、処理がS23に進む。
In S22,
制御装置250は、S23においてゲート遮断中か否かを判断する。制御装置250は、制御装置112から「ゲート遮断中」のステータス信号を受信している間は、S23においてYESと判断し、上記ステータス信号を受信しなくなったときには、S23においてNOと判断する。S23にてYESかつS22にてNOと判断されている間は、S21~S23が繰り返される。これにより、蓄電装置210のメンテナンス(S21)が継続される。他方、蓄電装置210のメンテナンスが完了するか(S22にてYES)、あるいはゲート遮断が解除されると(S23にてNO)、制御装置250はS21~S23の一連の処理を終了する。
The
制御装置250は、蓄電装置210のメンテナンス中において、メンテナンス開始からの経過時間を計測する。この時間は、カウンタによって計時されてもよい。制御装置112は、蓄電装置210のメンテナンス中においてカウンタをインクリメントしてもよい。
During maintenance of
制御装置250は、蓄電装置210のメンテナンスにおいて異常(電圧偏差異常、監視ICの動作異常など)を検出した場合に、検出された異常の内容を記録したり、異常発生を示す信号(以下、「異常信号」とも称する)を送信したりしてもよい。制御装置250は、携帯端末500に異常信号を送信してもよい。携帯端末500は、異常信号を受信すると、異常が発生したことを示すメッセージを表示してもよい。異常信号は、異常の種類を示す情報(例えば、第1項目、第2項目のいずれで異常が検出されたかを示すコード)を含んでもよい。
When the
制御装置112は、前述のS16において、制御装置250から上記メンテナンス完了信号を受信したか否かを判断する。制御装置112は、上記メンテナンス完了信号を受信した場合に、遮断解除要求が生じたと判断する。また、制御装置112は、S16において、前述の遮断禁止条件(S13参照)が成立したか否かをさらに判断する。制御装置112は、遮断禁止条件が成立した場合にも、遮断解除要求が生じたと判断する。遮断解除要求が生じた場合には(S16にてYES)、制御装置112は、S17においてゲート遮断を解除する。これにより、蓄電パック200とPCS120とをつなぐ電路が接続され、蓄電装置210が閉回路状態になる。S17の処理が実行されることによって、S11~S17の一連の処理が終了し、処理は最初のステップ(S11)に戻る。
The
図3は、図2に示した制御を実行する電源システムの状態推移例を示すタイムチャートである。図3において、線L11、L12、L13、L14はそれぞれ、ゲート遮断の有無(遮断中/解除)、メンテナンス開始からの経過時間を示すカウンタ、第1項目の完了フラグ、第2項目の完了フラグを示している。なお、タイムチャート中の「t」は、タイミングを意味する。 FIG. 3 is a time chart showing an example of state transition of the power supply system that executes the control shown in FIG. In FIG. 3, lines L11, L12, L13, and L14 indicate whether or not the gate is shut off (blocked/released), a counter that indicates the elapsed time from the start of maintenance, a completion flag for the first item, and a completion flag for the second item, respectively. It shows. Note that "t" in the time chart means timing.
表Mは、第1項目および第2項目の各々について所要時間および推奨頻度を示す。表Mは、制御装置112の記憶装置に記憶されている。図3において、「Th1」は、第1項目の所要時間(例えば、30秒)に対応するカウンタ値に相当する。「Th2」は、第2項目の所要時間(例えば、30分~3時間)に対応するカウンタ値に相当する。第2項目の所要時間は、蓄電装置210(組電池)におけるセル電圧のばらつき度合いが大きいほど長くなる。制御装置250は、セル電圧のばらつき度合いを検出し、それに対応する第2項目の所要時間を求める。ばらつき度合いは、周知のばらつき指標で表すことができる。例えば、セル電圧のばらつき度合いは、最も高いセル電圧と最も低いセル電圧との差で表されてもよいし、セル電圧の分散、標準偏差、または変動係数で表されてもよい。
Table M shows the required time and recommended frequency for each of the first and second items. Table M is stored in the storage device of
図1とともに図3を参照して、t11では、ゲート遮断が実行されていない(線L11)。その後、t12でゲート遮断(図2のS14)が実行されると、蓄電装置210のメンテナンス(ひいては、カウンタのインクリメント)が開始される(線L12)。ゲート遮断中はカウンタがインクリメントされ、t13においてカウンタ値がTh1に達する。これにより、第1項目の完了フラグがONになる(線L13)。その後、t14でゲート遮断が解除される(図2のS17)。t14においてカウンタ値(線L12)はTh2に達していない。このことは、第2項目が完了していないことを意味する(線L14)。 Referring to FIG. 3 together with FIG. 1, at t11, gate cutoff is not performed (line L11). Thereafter, when the gate is shut off (S14 in FIG. 2) at t12, maintenance of power storage device 210 (and thus incrementing of the counter) is started (line L12). While the gate is shut off, the counter is incremented, and the counter value reaches Th1 at t13. As a result, the completion flag of the first item is turned ON (line L13). After that, gate blocking is canceled at t14 (S17 in FIG. 2). At t14, the counter value (line L12) has not reached Th2. This means that the second item is not completed (line L14).
t15で再びゲート遮断が実行される(線L11)。そして、t16で第1項目が完了し、第1項目の完了フラグがONになる(線L13)。さらに、t17においてカウンタ値がTh2に達する(線L12)。これにより、第2項目の完了フラグがONになる(線L14)。全ての項目が完了したため、制御装置250はメンテナンス完了信号を制御装置112へ送信する。制御装置112は、メンテナンス完了信号を受信したことに応じて、t18でゲート遮断を解除する(線L11)。
Gate cutoff is performed again at t15 (line L11). Then, at t16, the first item is completed, and the completion flag of the first item is turned ON (line L13). Furthermore, the counter value reaches Th2 at t17 (line L12). As a result, the completion flag of the second item is turned ON (line L14). Since all items have been completed,
図4は、蓄電装置210の開閉状態の切替え方法の第2の例を示すフローチャートである。S31~S36の一連の処理は制御装置250によって実行され、S41~S46の一連の処理は制御装置112によって実行される。各制御装置は、一連の処理を、起動時に開始し、停止(シャットダウン)時に終了してもよい。あるいは、各制御装置は、一連の処理を、毎日、所定の開始時刻に開始し、所定の終了時刻に終了してもよい。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a second example of a method for switching the open/closed state of
図1とともに図4を参照して、S31では、制御装置250が、所定の第1遮断要求条件が成立するか否かを判断する。そして、第1遮断要求条件が成立する場合には(S31にてYES)、制御装置250が、S32において、ゲート遮断(蓄電装置210の開放)を要求する第1遮断要求信号を制御装置112へ送信する。
Referring to FIG. 4 together with FIG. 1, in S31,
この実施の形態では、直近にメンテナンスが実行されたタイミング(前回メンテナンス実行時)から所定時間が経過したときに、第1遮断要求条件が成立する。制御装置250は、メンテナンスの頻度を推奨頻度に近づけるように第1遮断要求信号を送信する。制御装置250は、メンテナンス項目ごとに第1遮断要求条件が成立するか否かを判断する。制御装置250は、表M(図3)に示した推奨頻度に合わせて、項目ごとに上記所定時間を決定してもよい。この実施の形態では、第1項目に関しては、前回実行時から1日が経過すると、第1遮断要求条件が成立する。第2項目に関しては、前回実行時から1か月が経過すると、第1遮断要求条件が成立する。いずれかの項目で第1遮断要求条件が成立すると、S31においてYESと判断され、処理がS32に進む。S31の第1遮断要求条件は、本開示に係る「第1条件」の一例に相当する。
In this embodiment, the first shutoff request condition is satisfied when a predetermined period of time has elapsed from the timing at which maintenance was most recently performed (the time when maintenance was previously performed). The
一方、制御装置112は、S41において、制御装置250からゲート遮断の要求を受けたか否かを判断する。制御装置112は、第1遮断要求信号を受信すると(S41にてYES)、S42において、現在時刻が所定の時間帯か否かを判断する。この実施の形態では、深夜の時間帯(例えば、2:00~5:00)を所定の時間帯とする。
On the other hand, in S41, the
現在時刻が所定の時間帯である場合には(S42にてYES)、制御装置112は、制御装置250からの要求に応じて、S43でゲート遮断を実行する。この場合、制御装置112は、S43~S46において、それぞれ図2のS14~S17と同様の処理を実行する。図4に示す処理では、S41およびS42の両方でYESと判断されることが、第2条件が成立することを意味する。他方、現在時刻が所定の時間帯ではない場合には(S42にてNO)、制御装置112は、第1遮断要求信号を受信してもゲート遮断を実行しない。この場合、処理はS41に戻る。
If the current time is within the predetermined time zone (YES in S42), the
制御装置250は、第1遮断要求信号(S32)を送信した後、S33において、制御装置112から「ゲート遮断中」のステータス信号(S44)を受信したか否かを判断する。そして、制御装置250は、「ゲート遮断中」のステータス信号を受信すると(S33にてYES)、S34~S36において、それぞれ図2のS21~S23と同様の処理を実行する。ただし、S34においては、S31で前回実行時から所定時間が経過したと判断されたメンテナンス項目のみが実行される。
After transmitting the first cutoff request signal (S32), the
制御装置250は、メンテナンス中においても第1遮断要求信号の送信を継続し、メンテナンスが完了したときに第1遮断要求信号の送信を停止してもよい。こうした形態では、遮断要求のOFF信号がメンテナンス完了信号に相当する。
The
図5は、図4に示した制御を実行する電源システムの状態推移例を示すタイムチャートである。図5において、線L21、L22、L23、L24はそれぞれ、ゲート遮断の有無(遮断中/解除)、遮断要求の有無、メンテナンス開始からの経過時間を示すカウンタ、第2項目の完了フラグを示している。 FIG. 5 is a time chart showing an example of state transition of the power supply system that executes the control shown in FIG. 4. In FIG. 5, lines L21, L22, L23, and L24 respectively indicate the presence or absence of gate shutoff (blocking/cancellation), the presence or absence of a shutoff request, a counter indicating the elapsed time from the start of maintenance, and a completion flag of the second item. There is.
図1とともに図5を参照して、t21では、ゲート遮断が実行されていない(線L21)。その後、t22で、第2項目の前回実行時から1か月が経過し、第1遮断要求条件が成立する。第1遮断要求条件が成立すると、第1遮断要求信号が制御装置250から制御装置112へ送信される(線L22、図4のS31,S32)。そして、t23でゲート遮断が実行される(図4のS43)。すなわち、t23は深夜の時間帯に相当する。ゲート遮断中はカウンタがインクリメントされ(線L23)、t24においてカウンタ値がTh2に達する。これにより、第2項目の完了フラグがONになる(線L24)。メンテナンスが完了したことに応じて、制御装置250は、t25で第1遮断要求信号の送信を停止する(線L22)。それに応じて、制御装置112は、t26でゲート遮断を解除する(線L21)。
Referring to FIG. 5 together with FIG. 1, at t21, gate cutoff is not performed (line L21). Thereafter, at t22, one month has passed since the last execution of the second item, and the first cutoff request condition is satisfied. When the first cutoff request condition is satisfied, a first cutoff request signal is transmitted from the
図6は、蓄電装置210の開閉状態の切替え方法の第3の例を示すフローチャートである。S61~S67の一連の処理は制御装置250によって実行され、S71~S77の一連の処理は制御装置112によって実行され、S81~S83の一連の処理は、携帯端末500によって実行される。制御装置250は、S61~S67の一連の処理を繰り返し実行することにより、遮断要求条件の成否を監視している。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a third example of a method for switching the open/closed state of
図1とともに図6を参照して、S61では、制御装置250が、所定の第2遮断要求条件が成立するか否かを判断する。そして、第2遮断要求条件が成立する場合には(S61にてYES)、制御装置250が、S62において、SMR遮断(蓄電装置210の開放)の許可を要求する第2遮断要求信号を制御装置112へ送信する。
Referring to FIG. 6 together with FIG. 1, in S61,
この実施の形態では、第2遮断要求条件が、蓄電装置210(組電池)におけるセル電圧のばらつき度合いが所定レベルを超えていること(第1SMR遮断要件)と、直近の所定期間内においてユーザから不許可の通知を受けていないこと(第2SMR遮断要件)とを含む。第2遮断要求条件は、第1および第2SMR遮断要件の両方が満たされる場合に成立し、いずれかの要件が満たされない場合には成立しない。制御装置250は、例えば、セル電圧のばらつき度合いを示す指標値(例えば、標準偏差)を求め、指標値が所定値を超えている場合に、第1SMR遮断要件が満たされると判断する。この実施の形態では、S61で取得されたセル電圧のばらつき度合い(指標値)を含む第2遮断要求信号が、S62において送信される。第2SMR遮断要件は、後述するS63においてNOと判断されてから所定時間が経過した場合に満たされる。S63においてNOと判断されると、上記所定時間が経過するまでは第2SMR遮断要件が満たされなくなる。S61の第2遮断要求条件は、本開示に係る「第1条件」の一例に相当する。
In this embodiment, the second cutoff request condition is that the degree of variation in cell voltage in the power storage device 210 (battery assembly) exceeds a predetermined level (first SMR cutoff requirement), and This includes not having received a notice of disapproval (second SMR blocking requirement). The second shutoff requirement is met when both the first and second SMR shutoff requirements are met, and is not met when either requirement is not met. For example, the
制御装置112は、第2遮断要求信号(S62)を受信すると、S71~S77の一連の処理を開始する。制御装置112は、S71において、ユーザ(携帯端末500)に対して、ユーザ信号の返信を要求する返信要求信号を送信する。返信要求信号は、SMR遮断要求が生じた旨の通知を含む。
When the
携帯端末500は、上記返信要求信号を受信すると、S81~S83の一連の処理を開始する。携帯端末500は、S81において、所定のメッセージを表示する画面をポップアップ表示し、SMR遮断を許可するか否かを示す入力をユーザに要求する。携帯端末500は、S82でユーザからの入力の有無を判断する。ユーザは、現在の状況(気象条件や、停電の有無など)を考慮して、SMR遮断を許可するか否かを選択することができる。そして、ユーザが許可/不許可のいずれかを示す情報を携帯端末500に入力すると(S82にてYES)、処理がS83に進む。携帯端末500は、S83において、ユーザの入力内容(許可/不許可)を示すユーザ信号を制御装置112へ送信する。S83の処理が実行されると、S81~S83の一連の処理は終了する。
When the
制御装置112は、携帯端末500から上記ユーザ信号を受信すると、S72においてそのユーザ信号を制御装置250へ送信する。制御装置250は、制御装置112からユーザ信号を受信すると、S63において、ユーザによってSMR遮断が許可されたか否かを判断する。ユーザ信号が「不許可」を示す場合には(S63にてNO)、S61~S67の一連の処理が終了し、処理は最初のステップ(S61)に戻る。他方、ユーザ信号が「許可」を示す場合には(S63にてYES)、制御装置250は、S64において、SMR220(一対のリレー)を開状態(遮断状態)にした後、SMR220が遮断状態になったことを示すSMR遮断信号を制御装置112へ送信する。S64の処理により、蓄電装置210とDC/DCコンバータ111とをつなぐ電路が遮断され、蓄電装置210が開回路状態(開放状態)になる。SMR220が遮断状態になっても、制御装置250は、電力系統PGと発電装置300との少なくとも一方から電力の供給を受けることができる。
Upon receiving the user signal from the
この実施の形態では、S63においてYESと判断されることが、第3条件が成立することを意味する。また、S63においてNOと判断されることが、第3条件が成立しないことを意味する。制御装置250は、第2遮断要求信号(S62)を制御装置112へ送信した後、第3条件が成立すると、蓄電装置210が開回路状態になるようにSMR220(少なくとも1つのリレー)を制御する(S64)。
In this embodiment, a YES determination in S63 means that the third condition is satisfied. Further, a NO determination in S63 means that the third condition is not satisfied. After transmitting the second cutoff request signal (S62) to the
制御装置112は、S72の処理後、S73において、制御装置250から上記SMR遮断信号を受信したか否かを判断する。制御装置112が上記SMR遮断信号を受信した場合には(S73にてYES)、S74~S77においてゲート遮断に係る制御が実行される。図6に示す処理では、制御装置112が第2遮断要求信号を受信した後にS73でYESと判断されることが、第2条件が成立することを意味する。他方、制御装置112は、ユーザ信号を制御装置250へ送信してから所定時間経過しても制御装置250から上記SMR遮断信号を受信しない場合には、S73においてNOと判断する。この場合、制御装置112は、ユーザによってSMR遮断が許可されなかったと判断し、S71~S77の一連の処理を終了する。
After the processing in S72, the
S74およびS75では、それぞれ図2のS14およびS15と同様、制御装置112によってゲート遮断が実行され、「ゲート遮断中」のステータス信号が制御装置112から制御装置250へ送信される。続くS76では、ゲート遮断を開始してから所定時間が経過したか否かを、制御装置112が判断する。制御装置112は、所定時間が経過するまでは(S76にてNO)S74~S76の処理を繰り返し、所定時間が経過すると(S76にてYES)、S77においてゲート遮断を解除する。上記所定時間は、固定値であってもよいし、可変であってもよい。制御装置112は、例えば、第2遮断要求信号が示すセル電圧のばらつき度合いが大きいほど上記所定時間を長くする。これにより、セル電圧の均等化が完了するまでゲート遮断中の状態が維持されやすくなる。
In S74 and S75, similarly to S14 and S15 in FIG. 2, respectively, the
制御装置250は、S64の処理後、S65において、開放された蓄電装置210のメンテナンスに係る処理を実行し、続くS66においてゲート遮断中か否かを判断する。S65、S66の処理は、それぞれ図2のS21、S23と同様である。ただし、S65においては、第2項目(セル電圧の均等化)のみが実行されてもよい。ゲート遮断が解除されると(S66にてNO)、制御装置250は、S67においてSMR220を閉状態(接続状態)に戻す。これにより、蓄電装置210が閉回路状態になる。S67の処理が実行されることによって、S61~S67の一連の処理が終了し、処理は最初のステップ(S61)に戻る。
After the process in S64,
なお、メンテナンス項目は、前述した第1項目および第2項目に限られない。メンテナンス項目は、例えば、蓄電装置210の情報を取得するための各種センサの補正と、蓄電装置210のOCV取得によるSOC学習と、蓄電装置210の満充電容量の推定との少なくとも1つを含んでもよい。
Note that the maintenance items are not limited to the first item and second item described above. The maintenance items may include, for example, at least one of correction of various sensors for acquiring information on the
上記実施の形態に係る電源システムの制御部は、図2、図4、および図6に示した処理の全てを実行するように構成される。しかしこれに限られず、電源システムの制御部は、これらのうち1つまたは2つの処理のみを実行してもよい。また、HMI(Human Machine Interface)は、携帯端末500に限られず、携帯端末以外の端末がHMIとして使用されてもよい。
The control unit of the power supply system according to the embodiment described above is configured to execute all of the processes shown in FIGS. 2, 4, and 6. However, the present invention is not limited to this, and the control unit of the power supply system may execute only one or two of these processes. Further, the HMI (Human Machine Interface) is not limited to the
上記実施の形態では、制御装置250が、本開示に係る「第1制御装置」の一例に相当する。また、電力変換ユニット110のDC/DCコンバータ111、制御装置112が、それぞれ本開示に係る「電力変換回路」、「第2制御装置」として機能する。しかしこれに限られず、PCS120の回路部121、制御部122が、それぞれ本開示に係る「電力変換回路」、「第2制御装置」として機能するように構成されてもよい。また、図1に示した電力変換回路230は、蓄電パック200の外(例えば、電力変換ユニット110)に設けられてもよい。制御装置250は、電力変換ユニット110から電力の供給を受けてもよい。電力変換ユニット110内に設けられた電力変換回路230が、蓄電装置210からの電力を降圧して、降圧された直流電力を蓄電パック200内の制御装置250へ出力するように構成されてもよい。
In the embodiment described above, the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the description of the embodiments described above, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.
100 建物、110 電力変換ユニット、111 DC/DCコンバータ、111a スイッチ、112 制御装置、120 PCS、121 回路部、122 制御部、130 分電盤、150 電気負荷、200 蓄電パック、210 蓄電装置、220 SMR、230 電力変換回路、250 制御装置、300 発電装置、500 携帯端末、PG 電力系統。 100 building, 110 power conversion unit, 111 DC/DC converter, 111a switch, 112 control device, 120 PCS, 121 circuit section, 122 control section, 130 distribution board, 150 electric load, 200 electricity storage pack, 210 electricity storage device, 220 SMR, 230 power conversion circuit, 250 control device, 300 power generation device, 500 mobile terminal, PG power system.
Claims (5)
前記蓄電装置から電力の供給を受ける第1制御装置と、
前記電気負荷と前記蓄電装置との間に位置し、かつ、前記蓄電装置と前記第1制御装置との間には位置しない電力変換回路と、
前記電力変換回路を制御する第2制御装置と、
を備え、
前記電力変換回路は、前記電気負荷と前記蓄電装置とをつなぐ電路の接続状態と遮断状態とを切り替える少なくとも1つのスイッチを含み、
前記第1制御装置は、所定の第1条件が成立すると、前記蓄電装置の開放を要求する遮断要求信号を前記第2制御装置へ送信し、
前記第2制御装置は、前記遮断要求信号を受信したことを含む第2条件が成立すると、前記蓄電装置が開回路状態になるように前記少なくとも1つのスイッチを制御する、電源システム。 a stationary power storage device that supplies power to an electrical load;
a first control device that receives power from the power storage device;
a power conversion circuit located between the electrical load and the power storage device and not located between the power storage device and the first control device;
a second control device that controls the power conversion circuit;
Equipped with
The power conversion circuit includes at least one switch that switches between a connected state and a disconnected state of an electric line connecting the electric load and the power storage device,
When a predetermined first condition is satisfied, the first control device transmits a cutoff request signal requesting to open the power storage device to the second control device,
The second control device is a power supply system that controls the at least one switch so that the power storage device enters an open circuit state when a second condition including receiving the cutoff request signal is satisfied.
前記第1制御装置は、前記第2条件が成立した場合に、前記蓄電装置が開回路状態である状態で前記蓄電装置のメンテナンスに係る処理を実行する、請求項1に記載の電源システム。 The first condition includes that a predetermined period of time has passed since the last time maintenance was performed,
The power supply system according to claim 1, wherein the first control device executes processing related to maintenance of the power storage device while the power storage device is in an open circuit state when the second condition is satisfied.
前記第1条件は、前記組電池におけるセル電圧のばらつき度合いが所定レベルを超えたことを含み、
前記第1制御装置は、前記第2条件が成立した場合に、前記蓄電装置が開回路状態である状態で前記組電池におけるセル電圧の均等化を実行する、請求項1に記載の電源システム。 The power storage device includes a battery pack including a plurality of cells electrically connected to each other,
The first condition includes that the degree of variation in cell voltage in the assembled battery exceeds a predetermined level,
The power supply system according to claim 1, wherein the first control device equalizes the cell voltages in the assembled battery while the power storage device is in an open circuit state when the second condition is satisfied.
前記蓄電装置と前記第1制御装置との間に位置し、かつ、前記蓄電装置と前記電力変換回路との間に位置するように配置された少なくとも1つのリレーをさらに備え、
前記第1制御装置は、外部電源と発電装置との少なくとも一方から電力の供給を受けるように構成され、
前記第1制御装置は、前記遮断要求信号を前記第2制御装置へ送信した後、ユーザから許可を受けたことを含む第3条件が成立すると、前記蓄電装置が開回路状態になるように前記少なくとも1つのリレーを制御する、請求項1~3のいずれか1項に記載の電源システム。 The power supply system is
further comprising at least one relay located between the power storage device and the first control device, and located between the power storage device and the power conversion circuit,
The first control device is configured to receive power from at least one of an external power source and a power generation device,
After transmitting the cutoff request signal to the second control device, the first control device controls the power storage device to enter an open circuit state when a third condition including receiving permission from a user is satisfied. Power supply system according to any one of claims 1 to 3, controlling at least one relay.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022088485A JP2023176283A (en) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | Power source system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022088485A JP2023176283A (en) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | Power source system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023176283A true JP2023176283A (en) | 2023-12-13 |
Family
ID=89122720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022088485A Pending JP2023176283A (en) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | Power source system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023176283A (en) |
-
2022
- 2022-05-31 JP JP2022088485A patent/JP2023176283A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102610662B1 (en) | Systems and methods for creating dynamic nanogrids and aggregating electrical power consumers to participate in energy markets | |
US9178356B2 (en) | Low voltage solar electric energy distribution | |
CN109428393B (en) | Uninterruptible power supply system and method | |
JP6081375B2 (en) | Energy interface system | |
US20140062206A1 (en) | Low Voltage Solar Electric Energy Distribution | |
US10700521B2 (en) | Hierarchical type power control system | |
US20140062191A1 (en) | Low Voltage Solar Electric Energy Distribution | |
KR20180121079A (en) | Hierarchical type power control system | |
US10985567B1 (en) | Methods and systems for providing electric energy production and storage | |
US20230208187A1 (en) | Photovoltaic disconnect device for storage integration | |
WO2020162461A1 (en) | Power control system and power control method | |
JP2023176283A (en) | Power source system | |
Koller et al. | Preliminary findings of a 1 MW battery energy storage demonstration project | |
JP2023176282A (en) | control system | |
US20230387698A1 (en) | Power storage system | |
JP7261977B2 (en) | Control system, power system, control method and program | |
JP6299510B2 (en) | Power supply system | |
US11569782B2 (en) | Methods and systems for integrating energy control systems with electrical systems | |
JPH0984278A (en) | Uninterruptible solar power source | |
JP2016036213A (en) | Power supply system | |
CA3236992A1 (en) | Systems and methods for electrical inverter and smart load control integration | |
JP2017085797A (en) | Power control device, power management system, and power management method |