JP6358376B2 - Storage battery conversion device, power supply system, and power supply control method - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電池用変換装置、電力供給システムおよび電力供給制御方法に関し、特に、蓄電池の充放電を制御することにより線路を介した直流電力供給を制御する蓄電池用変換装置、電力供給システムおよび電力供給制御方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a storage battery conversion device, a power supply system, and a power supply control method, and in particular, a storage battery conversion device that controls DC power supply via a line by controlling charge / discharge of the storage battery, a power supply system, and power. The present invention relates to a supply control method.
従来、太陽電池と、上記太陽電池の直流電力を交流電力に変換して負荷に出力するパワーコンディショナとを含む電力システムにおいて、太陽電池の電力を蓄電池に対して充放電制御する技術が提案されている(特許文献1参照)。具体的には、パワーコンディショナ内のDCバスラインと蓄電池との間に双方向DC/DCコンバータを介装し、DCバスラインにおけるライン電圧を監視し、ライン電圧が一定範囲になるように、双方向DC/DCコンバータをPWM制御し、蓄電池への充電と、DCバスラインへの放電とを制御する。 Conventionally, in a power system that includes a solar cell and a power conditioner that converts the DC power of the solar cell into AC power and outputs it to a load, a technique for charge / discharge control of the power of the solar cell with respect to the storage battery has been proposed. (See Patent Document 1). Specifically, a bidirectional DC / DC converter is interposed between the DC bus line in the power conditioner and the storage battery, the line voltage in the DC bus line is monitored, and the line voltage is in a certain range. The bi-directional DC / DC converter is PWM-controlled to control charging to the storage battery and discharging to the DC bus line.
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、蓄電池の充放電の繰り返し頻度が大きくなることにより蓄電池の寿命が短縮する虞がある。
However, in the technique described in
そこで、本発明は、蓄電池の長寿命化を図ることが可能な蓄電池用変換装置、電力供給システムおよび電力供給制御方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a storage battery conversion device, a power supply system, and a power supply control method capable of extending the life of the storage battery.
本発明に係る蓄電池用変換装置は、蓄電池からの直流電圧を変換して線路に供給する放電動作、および線路からの直流電圧を変換して前記蓄電池に供給する充電動作を行なうことが可能な電圧変換部と、電圧変換部の充電動作および放電動作を制御する制御部と、を備え、制御部が、蓄電池の蓄電量が増加して蓄電量上限値以上になると充電動作を回避する第1制御を開始し、蓄電池の蓄電量が減少して蓄電量目標値以下になると第1制御を停止し、蓄電池の蓄電量が減少して蓄電量下限値以下になると放電動作を回避する第2制御を開始し、蓄電池の蓄電量が増加して蓄電量目標値以上になると第2制御を停止する。 The storage battery conversion device according to the present invention is capable of performing a discharging operation for converting a DC voltage from the storage battery and supplying the converted voltage to the line, and a charging operation for converting the DC voltage from the line and supplying the same to the storage battery. A first control that includes a conversion unit and a control unit that controls a charging operation and a discharging operation of the voltage conversion unit, and the control unit avoids the charging operation when the storage amount of the storage battery increases and becomes equal to or greater than a storage amount upper limit value. The first control is stopped when the storage amount of the storage battery decreases to be less than or equal to the storage amount target value, and the second control for avoiding the discharge operation is performed when the storage amount of the storage battery decreases to be less than the storage amount lower limit value. The second control is stopped when the storage amount of the storage battery increases and becomes equal to or greater than the storage amount target value.
また、他の観点から見た本発明に係る電力供給システムは、発電装置からの直流電圧を変換して線路に供給する発電装置用変換装置と、交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換して前記線路に供給する交流電源用変換装置と、蓄電池からの直流電圧を変換して前記線路に供給する放電動作、および前記線路からの直流電圧を変換して前記蓄電池に供給する充電動作を行なうことが可能な蓄電池用変換装置と、を備える電力供給システムであって、前記蓄電池用変換装置が、前記蓄電池の蓄電量が増加して蓄電量上限値以上になると前記充電動作を回避する第1制御を開始し、前記蓄電池の前記蓄電量が減少して蓄電量目標値以下になると前記第1制御を停止し、前記蓄電池の蓄電量が減少して蓄電量下限値以下になると前記放電動作を回避する第2制御を開始し、前記蓄電池の前記蓄電量が増加して前記蓄電量目標値以上になると前記第2制御を停止する。 In addition, the power supply system according to the present invention from another viewpoint converts the DC voltage from the power generator and supplies it to the line, and converts the AC voltage from the AC power source into a DC voltage. A converter for supplying AC power to the line, a discharge operation for converting the DC voltage from the storage battery and supplying the line, and a charging operation for converting the DC voltage from the line and supplying it to the storage battery. A storage battery conversion device capable of operating the storage battery, wherein the storage battery conversion device avoids the charging operation when a storage amount of the storage battery increases to a storage amount upper limit value or more. The control is started, the first control is stopped when the storage amount of the storage battery decreases to a storage amount target value or less, and the discharge operation is performed when the storage amount of the storage battery decreases to a storage amount lower limit value or less. Avoidance That the second control was started, the storage amount of the storage battery is stopped increase equal to or greater than the storage amount target value and the second control.
また、他の観点から見た本発明に係る電力供給制御方法は、蓄電池からの直流電圧を変換して線路に供給する放電動作、および前記線路からの直流電圧を変換して前記蓄電池に供給する充電動作を行なうことが可能な蓄電池用変換装置における電力供給制御方法であって、前記蓄電池の蓄電量が増加して蓄電量上限値以上になると前記充電動作を回避する第1制御を開始するステップと、前記蓄電池の前記蓄電量が減少して蓄電量目標値以下になると前記第1制御を停止するステップと、前記蓄電池の蓄電量が減少して蓄電量下限値以下になると前記放電動作を回避する第2制御を開始するステップと、前記蓄電池の前記蓄電量が増加して前記蓄電量目標値以上になると前記第2制御を停止するステップとを含む。 In addition, the power supply control method according to the present invention from another viewpoint converts the DC voltage from the storage battery and supplies it to the line, and converts the DC voltage from the line and supplies it to the storage battery. A method for controlling power supply in a storage battery conversion device capable of performing a charging operation, the step of starting a first control for avoiding the charging operation when the storage amount of the storage battery increases and becomes equal to or greater than a storage amount upper limit value. And the step of stopping the first control when the storage amount of the storage battery decreases to be less than or equal to the target storage amount, and the discharge operation is avoided when the storage amount of the storage battery decreases to be less than the storage amount lower limit value. And starting the second control, and stopping the second control when the storage amount of the storage battery increases and becomes equal to or greater than the storage amount target value.
なお、本発明は、このような特徴的な蓄電池用変換装置や電力供給システム、電力供給制御方法として実現することができるだけでなく、かかる電力供給方法で行われる特徴的なステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、上記蓄電池用変換装置や電力供給システムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。更に、上記プログラムは、CD−ROM等の記録媒体に記憶させることができる。 The present invention can be realized not only as such a characteristic storage battery conversion device, power supply system, and power supply control method, but also by causing a computer to execute the characteristic steps performed in the power supply method. Or can be realized as a program. Moreover, it is realizable as a semiconductor integrated circuit which implement | achieves a part or all of the said converter for storage batteries, or an electric power supply system. Furthermore, the program can be stored in a recording medium such as a CD-ROM.
本発明によれば、蓄電池の充放電の繰り返し頻度を低減することにより蓄電池の長寿命化を図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lifetime of a storage battery can be extended by reducing the repetition frequency of charging / discharging of a storage battery.
[1.実施形態の要旨]
一般家庭およびオフィス等において、各種電気機器に供給する電力は、通常、電力系統からの交流電力である。
[1. Summary of Embodiment]
In general homes and offices, power supplied to various electrical devices is usually AC power from the power system.
これに対して、例えば、自然エネルギの活用および電力系統の停電時の対処等のために、太陽電池等の発電装置、および蓄電池等を設置し、これら発電装置および蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して各種電気機器に供給する直流配電システムが開発されている。この種の直流配電システムとしては、例えば、特許文献1に記載されたものがある。
On the other hand, for example, for the utilization of natural energy and coping with a power outage of the power system, a power generator such as a solar battery and a storage battery are installed, and the DC power from the power generator and the storage battery is changed to AC power. A DC power distribution system that has been converted into a power supply and supplied to various electrical devices has been developed. An example of this type of DC power distribution system is described in
ところが、特許文献1に記載された技術では、DC/DCコンバータが、DCバスラインにおけるライン電圧を一定値に維持するために、蓄電池の充放電の繰り返し頻度が増加してしまう。そして、蓄電池の充放電の繰り返し頻度が増加すると、その分、蓄電池の寿命が短縮してしまう虞がある。
However, in the technique described in
本発明の実施形態は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その要旨としては、少なくとも以下(1)〜(13)に示す構成が含まれる。
(1)ある観点から見た本発明の実施形態に係る蓄電池用変換装置は、蓄電池からの直流電圧を変換して線路に供給する放電動作、および線路からの直流電圧を変換して前記蓄電池に供給する充電動作を行なうことが可能な電圧変換部と、電圧変換部の充電動作および放電動作を制御する制御部と、を備え、制御部が、蓄電池の蓄電量に対する蓄電量目標値、蓄電量上限値および蓄電量下限値を保持し、蓄電池の蓄電量が増加して蓄電量上限値を上回ると充電動作を回避する第1制御を開始し、蓄電池の蓄電量が減少して蓄電量目標値を下回ると第1制御を停止し、蓄電池の蓄電量が減少して蓄電量下限値を上回ると放電動作を回避する第2制御を開始し、蓄電池の蓄電量が増加して蓄電量目標値を下回ると第2制御を停止する。
Embodiments of the present invention have been made in view of the above reasons, and the gist includes at least the configurations shown in (1) to (13) below.
(1) A conversion apparatus for a storage battery according to an embodiment of the present invention viewed from a certain viewpoint converts a DC voltage from a storage battery and supplies it to a line, and converts the DC voltage from the line into the storage battery. A voltage conversion unit capable of performing a charging operation to be supplied; and a control unit that controls a charging operation and a discharging operation of the voltage conversion unit, wherein the control unit stores a storage amount target value with respect to a storage amount of the storage battery, a storage amount The upper limit value and the storage amount lower limit value are held, and when the storage amount of the storage battery increases and exceeds the storage amount upper limit value, the first control for avoiding the charging operation is started, and the storage amount of the storage battery decreases and the storage amount target value The first control is stopped when the value falls below the value, and the second control for avoiding the discharge operation starts when the charge amount of the storage battery decreases and exceeds the lower limit value of the charge amount. If it falls below, the second control is stopped.
本構成によれば、制御部が第1制御を行う期間と、制御部が第2制御を行う期間とが生じる。そして、制御部が第1制御または第2制御を行う期間では、充電動作または放電動作を回避することから、蓄電池の充放電が繰り返されることがない。これにより、蓄電池の充放電の繰り返し頻度を低減することができるので、蓄電池の長寿命化を図ることができる。 According to this structure, the period when a control part performs 1st control, and the period when a control part performs 2nd control arise. And in the period when a control part performs 1st control or 2nd control, since charging operation or discharge operation is avoided, charging / discharging of a storage battery is not repeated. Thereby, since the repetition frequency of charging / discharging of a storage battery can be reduced, the lifetime improvement of a storage battery can be achieved.
(2)また、本発明の実施形態に係る蓄電池用変換装置は、上記制御部が保持する上記蓄電量目標値が、可変であってもよい。
本構成によれば、蓄電量目標値が可変であることにより、蓄電量目標値と蓄電量上限値との差、または、蓄電量目標値と蓄電量下限値との差を適宜設定することができる。従って、制御部が上記第1制御(上記第2制御)を行う期間、即ち、蓄電池の充放電が繰り返されない期間の長さを適宜設定することができる。
(2) Moreover, in the storage battery conversion device according to the embodiment of the present invention, the storage amount target value held by the control unit may be variable.
According to this configuration, since the storage amount target value is variable, the difference between the storage amount target value and the storage amount upper limit value or the difference between the storage amount target value and the storage amount lower limit value can be set as appropriate. it can. Therefore, the length of the period during which the control unit performs the first control (the second control), that is, the period during which the storage battery is not repeatedly charged and discharged can be appropriately set.
(3)また、本発明の実施形態に係る蓄電池用変換装置は、上記制御部が、更に、前記蓄電量上限値および前記蓄電量下限値の少なくとも一方を変化させる構成であってもよい。
本構成によれば、蓄電量上限値または蓄電量下限値を変化させることにより、蓄電量が推移する範囲を適宜設定することができる。
(3) Moreover, the conversion apparatus for storage batteries which concerns on embodiment of this invention may be the structure where the said control part further changes at least one of the said electricity storage amount upper limit and the said electricity storage amount lower limit.
According to this configuration, it is possible to appropriately set the range in which the charged amount changes by changing the charged amount upper limit value or the charged amount lower limit value.
(4)また、本発明の実施形態に係る蓄電池用変換装置は、上記制御部が、上記蓄電池の種類に基づいて上記蓄電量上限値および上記蓄電量下限値の少なくとも一方を変化させる構成であってもよい。
本構成によれば、蓄電池の蓄電量を、蓄電池の種類に応じた最適な範囲で推移させることができるので、蓄電池の劣化を抑制することができる。
(4) Moreover, the storage battery converter according to the embodiment of the present invention has a configuration in which the control unit changes at least one of the storage amount upper limit value and the storage amount lower limit value based on the type of the storage battery. May be.
According to this configuration, the storage amount of the storage battery can be changed within an optimum range according to the type of the storage battery, so that deterioration of the storage battery can be suppressed.
(5)また、他の観点から見た本発明の実施形態に係る電力供給システムは、発電装置からの直流電圧を変換して線路に供給する発電装置用変換装置と、交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換して前記線路に供給する交流電源用変換装置と、前記線路から供給される直流電圧を変換して負荷装置に供給する負荷用変換装置と、蓄電池からの直流電圧を変換して前記線路に供給する放電動作、および前記線路からの直流電圧を変換して前記蓄電池に供給する充電動作を行なうことが可能な蓄電池用変換装置と、を備える電力供給システムであって、前記蓄電池用変換装置は、前記蓄電池の蓄電量が増加して蓄電量上限値以上になると前記充電動作を回避する第1制御を開始し、前記蓄電池の前記蓄電量が減少して蓄電量目標値以下になると前記第1制御を停止し、前記蓄電池の蓄電量が減少して蓄電量下限値以下になると前記放電動作を回避する第2制御を開始し、前記蓄電池の前記蓄電量が増加して前記蓄電量目標値以上になると前記第2制御を停止する。
本構成によれば、蓄電池用変換装置が第1制御を行う期間と、制御部が第2制御を行う期間とが生じる。そして、蓄電池用変換装置が第1制御または第2制御を行う期間では、充電動作または放電動作を回避することから、蓄電池の充放電が繰り返されることがない。これにより、蓄電池の充放電の繰り返し頻度を低減することができるので、蓄電池の長寿命化を図ることができる。
(5) Moreover, the electric power supply system which concerns on embodiment of this invention seen from another viewpoint, the converter for power generators which converts the DC voltage from a generator and supplies it to a track | line, and the AC voltage from AC power supply Converter for AC power source that converts DC voltage to supply to the line, converter for load that converts DC voltage supplied from the line and supplies it to the load device, and DC voltage from the storage battery And a storage battery conversion device capable of performing a discharging operation for supplying to the line and a charging operation for converting a DC voltage from the line and supplying to the storage battery. When the storage amount of the storage battery increases and becomes equal to or higher than the storage amount upper limit value, the conversion device starts the first control to avoid the charging operation, and the storage amount of the storage battery decreases to be less than the storage amount target value. Become When the first control is stopped and the storage amount of the storage battery decreases and becomes less than or equal to the storage amount lower limit value, the second control for avoiding the discharge operation is started, and the storage amount of the storage battery increases and the storage amount When the target value is exceeded, the second control is stopped.
According to this structure, the period when the converter for storage batteries performs 1st control, and the period when a control part performs 2nd control arise. And in the period when the converter for storage batteries performs 1st control or 2nd control, since charging operation or discharge operation is avoided, charging / discharging of a storage battery is not repeated. Thereby, since the repetition frequency of charging / discharging of a storage battery can be reduced, the lifetime improvement of a storage battery can be achieved.
(6)また、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、上記蓄電池用変換装置が、上記発電装置の発電電力に基づいて上記蓄電量目標値を変化させる構成であってもよい。
本構成によれば、発電装置で発電される電力の利用率を向上させることができるとともに、交流電源から供給される電力の利用率を低減できる。
(6) The power supply system according to the embodiment of the present invention may be configured such that the storage battery conversion device changes the storage amount target value based on the generated power of the power generation device.
According to this configuration, it is possible to improve the utilization rate of the electric power generated by the power generation device and reduce the utilization rate of the electric power supplied from the AC power supply.
(7)また、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、上記発電装置が、1つ以上の太陽光発電装置および1つ以上の風力発電装置の少なくとも一方から構成され、上記蓄電池用変換装置が、天候の経時変化に基づいて上記蓄電量目標値を変化させる構成であってもよい。
本構成によれば、電力供給システムが、天候の経時変化に基づいて蓄電量目標値を変化させるので、太陽光発電装置から構成される発電装置で生成される電力の使用効率向上を図ることができる。また、上記交流電源から供給される電力が、蓄電池の充電に使用される期間を短縮することにより、自然エネルギの利用率の向上を図ることができる。
(7) Moreover, in the power supply system according to the embodiment of the present invention, the power generator is configured by at least one of one or more solar power generators and one or more wind power generators, and the storage battery conversion device. However, the power storage amount target value may be changed based on a change with time of the weather.
According to this configuration, the power supply system changes the target storage amount based on changes in the weather over time, so that it is possible to improve the use efficiency of the power generated by the power generation device composed of the solar power generation device. it can. Moreover, the utilization rate of a natural energy can be aimed at by shortening the period when the electric power supplied from the said AC power supply is used for charge of a storage battery.
(8)また、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、天候の経時変化を予測する天候予測装置を更に備え、上記蓄電池用変換装置が、天候予測装置から天候の経時変化に関する情報を取得する構成であってもよい。
本構成によれば、電力供給システムが、天候予測装置によって予測された天候の経時変化に基づいて蓄電量目標値を変化させるので、蓄電量目標値を、各時刻における天候にとって最適な値に設定することができる。従って、太陽光発電装置から構成される発電装置で生成される電力の使用効率向上を図ることができる。
(8) In addition, the power supply system according to the embodiment of the present invention further includes a weather prediction device that predicts a change with time of the weather, and the storage battery conversion device acquires information on the change with time of the weather from the weather prediction device. It may be configured to.
According to this configuration, the power supply system changes the target storage amount based on the change in the weather predicted by the weather prediction device, so the target storage amount is set to an optimum value for the weather at each time. can do. Therefore, it is possible to improve the use efficiency of the electric power generated by the power generation device configured from the solar power generation device.
(9)また、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、上記発電装置用変換装置および上記交流電源用変換装置が、上記蓄電池用変換装置が上記第1制御を行っている場合、発電装置用変換装置および交流電源用変換装置から上記線路に供給される電力量の和が、上記負荷装置の消費電力よりも小さくなるように出力抑制制御を行う構成であってもよい。
蓄電池用変換装置が第1制御を行っている場合、蓄電池の充電が行われない。従って、線路の電圧が、目標電圧よりも高めで推移していると、蓄電池の充電により線路の電圧を低下させることができず、線路の電圧と目標電圧との差圧が増大する虞がある。
これに対して、本構成によれば、蓄電池用変換装置が第1制御を行っている場合、発電装置用変換装置および交流電源用変換装置から上記線路に供給される電力量の和が、上記負荷装置の消費電力よりも小さくなるように出力抑制制御を行うので、線路の電圧と目標電圧との差圧を低減できる。
(9) Moreover, the electric power supply system which concerns on embodiment of this invention WHEREIN: When the said converter for power generators and the said converter for alternating current power supplies the said converter for storage batteries is performing the said 1st control, the power generator The structure which performs output suppression control so that the sum of the electric energy supplied to the said track | line from the converter for AC and the converter for AC power supplies may become smaller than the power consumption of the said load apparatus may be sufficient.
When the storage battery conversion device performs the first control, the storage battery is not charged. Therefore, if the voltage of the line changes higher than the target voltage, the voltage of the line cannot be reduced by charging the storage battery, and the differential pressure between the voltage of the line and the target voltage may increase. .
On the other hand, according to the present configuration, when the storage battery conversion device performs the first control, the sum of the amounts of power supplied to the line from the power generation device conversion device and the AC power supply conversion device is Since the output suppression control is performed so as to be smaller than the power consumption of the load device, the differential pressure between the line voltage and the target voltage can be reduced.
(10)また、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、上記発電装置用変換装置および上記交流電源用変換装置が、交流電源用変換装置、発電装置用変換装置の優先順位で出力抑制制御を行う構成であってもよい。
本構成によれば、蓄電池用変換装置が上記第1制御を行っている場合において、交流電源用変換装置が、発電装置用変換装置に優先して出力抑制を行うことにより、発電装置から供給される電力の利用率が増加する。従って、自然エネルギの利用率の向上を図ることができる。
(10) Further, in the power supply system according to the embodiment of the present invention, the power generation device conversion device and the AC power supply conversion device are configured to control output suppression in the priority order of the AC power supply conversion device and the power generation device conversion device. The structure which performs this may be sufficient.
According to this configuration, when the storage battery conversion device performs the first control, the AC power conversion device is supplied from the power generation device by performing output suppression in preference to the power generation device conversion device. The power usage rate increases. Therefore, the utilization rate of natural energy can be improved.
(11)また、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、上記発電装置用変換装置および上記交流電源用変換装置が、上記蓄電池用変換装置が前記第2制御を行っている場合、発電装置用変換装置および交流電源用変換装置から上記線路に供給される電力量の和が、上記負荷装置の消費電力よりも大きくなるように出力抑制解除(供給)制御を行う構成であってもよい。
蓄電池用変換装置が第2制御を行っている場合、蓄電池の放電が行われない。従って、線路の電圧が、目標電圧よりも低めで推移していると、蓄電池の放電により線路の電圧を上昇させることができず、線路の電圧と目標電圧との差圧が増大する虞がある。
これに対して、本構成によれば、蓄電池用変換装置が第2制御を行っている場合、発電装置用変換装置および交流電源用変換装置から上記線路に供給される電力量の和が、上記負荷装置の消費電力よりも大きくなるように出力抑制制御を解除するので、線路の電圧と目標電圧との差圧を低減できる。
(11) Moreover, the electric power supply system which concerns on embodiment of this invention WHEREIN: When the said converter for power generators and the said converter for alternating current power supplies the said converter for storage batteries is performing said 2nd control, a power generator The output suppression cancellation (supply) control may be performed so that the sum of the amounts of power supplied to the line from the converter for AC and the converter for AC power supply becomes larger than the power consumption of the load device.
When the storage battery conversion device performs the second control, the storage battery is not discharged. Therefore, if the voltage of the line is lower than the target voltage, the voltage of the line cannot be increased due to the discharge of the storage battery, and the differential pressure between the voltage of the line and the target voltage may increase. .
On the other hand, according to this configuration, when the storage battery conversion device performs the second control, the sum of the amounts of power supplied to the line from the power generation device conversion device and the AC power supply conversion device is Since the output suppression control is canceled so as to be larger than the power consumption of the load device, the differential pressure between the line voltage and the target voltage can be reduced.
(12)また、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、上記発電装置用変換装置および上記交流電源用変換装置が、発電装置用変換装置、交流電源用変換装置の優先順位で出力抑制制御を解除する構成であってもよい。
本構成によれば、蓄電池用変換装置が上記第2制御を行っている場合において、発電装置用変換装置が、交流電源用変換装置に優先して出力抑制を解除することにより、発電装置から供給される電力の利用率が増加する。従って、自然エネルギの利用率の向上を図ることができる。
(12) Further, in the power supply system according to the embodiment of the present invention, the power generation device conversion device and the AC power supply conversion device are controlled so that the power generation device conversion device and the AC power supply conversion device are in priority order. The structure which cancels | releases may be sufficient.
According to this configuration, when the storage battery conversion device is performing the second control, the power generation device conversion device supplies power from the power generation device by releasing the output suppression in preference to the AC power supply conversion device. The utilization rate of generated power increases. Therefore, the utilization rate of natural energy can be improved.
(13)また、他の観点から見た本発明の実施形態に係る電力供給制御方法は、蓄電池からの直流電圧を変換して線路に供給する放電動作、および前記線路からの直流電圧を変換して前記蓄電池に供給する充電動作を行なうことが可能な蓄電池用変換装置における電力供給制御方法であって、前記蓄電池の蓄電量が増加して蓄電量上限値以上になると前記充電動作を回避する第1制御を開始するステップと、前記蓄電池の前記蓄電量が減少して蓄電量目標値以下になると前記第1制御を停止するステップと、前記蓄電池の蓄電量が減少して蓄電量下限値以下になると前記放電動作を回避する第2制御を開始するステップと、前記蓄電池の前記蓄電量が増加して前記蓄電量目標値以上になると前記第2制御を停止するステップとを含む。
本構成によれば、第1制御を行う期間と、制御部が第2制御を行う期間とが生じる。そして、第1制御または第2制御を行う期間では、充電動作または放電動作を回避することから、蓄電池の充放電が繰り返されることがない。これにより、蓄電池の充放電の繰り返し頻度を低減することができるので、蓄電池の長寿命化を図ることができる。
(13) Moreover, the power supply control method according to the embodiment of the present invention viewed from another viewpoint converts the DC voltage from the storage battery and supplies it to the line, and converts the DC voltage from the line. A power supply control method in a storage battery conversion device capable of performing a charging operation to supply to the storage battery, wherein the charging operation is avoided when the storage amount of the storage battery increases and becomes equal to or higher than the storage amount upper limit value. 1 step of starting control, the step of stopping the first control when the storage amount of the storage battery decreases to a storage amount target value or less, and the storage amount of the storage battery decreases to a storage amount lower limit value or less. Then, starting the second control for avoiding the discharge operation, and stopping the second control when the storage amount of the storage battery increases and becomes equal to or more than the storage amount target value.
According to this structure, the period which performs 1st control, and the period when a control part performs 2nd control arise. And in the period which performs 1st control or 2nd control, since charging operation or discharge operation is avoided, charging / discharging of a storage battery is not repeated. Thereby, since the repetition frequency of charging / discharging of a storage battery can be reduced, the lifetime improvement of a storage battery can be achieved.
[2.実施形態の詳細]
<1>構成
図1は、本実施形態に係る電力供給システム201の構成を示す図である。
電力供給システム201は、蓄電池用変換装置101と、発電装置102と、発電装置用変換装置103と、交流電源104と、交流電源用変換装置105と、蓄電池106と、負荷用変換装置107とを備える。
[2. Details of Embodiment]
<1> Configuration FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a
The
ここで、蓄電池用変換装置101、発電装置用変換装置103、交流電源用変換装置105および負荷用変換装置107は、線路151と電気的に接続されている。
Here, the storage
電力供給システム201は、例えば、太陽光自立電源システム等の分散電源システムであり、線路151を介して負荷装置108に電力を供給する。なお、電力供給システム201は、系統連系を行なってもよい、即ち、線路151からの電力供給先が交流電源104側であってもよい。
The
電力供給システム201では、例えば、発電装置102において発電された直流電力が、発電装置用変換装置103において昇圧されて蓄電池106に充電されるか、あるいは負荷用変換装置107によって交流電力に変換されて負荷装置108に供給される。蓄電池用変換装置101により、蓄電池106の充放電が制御される。
In the
発電装置102は、自然エネルギを利用した発電装置、例えば太陽光発電装置または風力発電機であり、発電した直流電力を発電装置用変換装置103へ出力する。発電装置102の出力電力は、例えば2.4kWである。
The
発電装置用変換装置103は、例えばDC/DCコンバータであり、発電装置102から受けた直流電力を異なる電圧値の直流電力に変換して線路151へ出力する。発電装置用変換装置103は、MPPT(最大電力点追従)制御を行なうことにより、発電装置102の出力電力の最大化を図る。また、発電装置用変換装置103は、線路151の電圧を監視することにより、蓄電池用変換装置101における後述の蓄電量制御の状態を自立的に判断することができる。
The power
蓄電池106は、例えば、鉛電池、リチウムイオン電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池、レドックスフロー電池、NAS電池、電気二重層キャパシタ、またはLiイオンキャパシタである。蓄電池106は、例えば、起電力が12Vであり、容量が105Ahであり、出力電力が5kWhであり、4直列の鉛蓄電池である。あるいは、蓄電池106は、例えば、起電力が30Vであり、容量が40Ahであり、出力電力が2.4kWhであり、2直列のLiイオン電池である。
The
蓄電池用変換装置101は、双方向DC/DCコンバータであり、放電動作において、蓄電池106からの直流電力を異なる電圧値の直流電力に変換して線路151へ出力し、充電動作において、線路151からの直流電力を異なる電圧値の直流電力に変換して蓄電池106へ出力する。
The storage
交流電源用変換装置105は、力率改善回路等を含むAC/DCコンバータであり、商用電力系統等における交流電源104から受けた100Vの交流電力を直流電力に変換して線路151へ出力する。例えば、交流電源用変換装置105は、線路151に供給する電流を一定値に制御する定電流制御を行なう。また、交流電源用変換装置105は、線路151の電圧を監視することにより、蓄電池用変換装置101における後述の蓄電量制御の状態を自立的に判断することができる。
AC power
負荷用変換装置107は、例えばDC/ACコンバータであり、線路151からの直流電力を例えば100Vの交流電力に変換して負荷装置108へ出力する。負荷装置108は、例えば家電機器である。なお、負荷用変換装置107は、負荷装置108の種類に応じて、DC/DCコンバータとすることも可能である。
The
蓄電池用変換装置101、発電装置用変換装置103、交流電源用変換装置105および負荷用変換装置107による線路151の合成容量は9mFである。この合成容量と負荷装置108の消費電力とにより、蓄電池106の充放電時における線路151の電圧上昇および電圧下降の傾きが決まる。
The combined capacity of the
図2は、本発明の実施の形態に係る蓄電池用変換装置の構成を示す図である。
蓄電池用変換装置101は、測定部11と、制御部12と、設定部14と、電圧変換部13と、電圧測定器36,37と、電流測定器38とを備える。
制御部12は、コンピュータを有して構成されている。そして、制御部12の各機能は、コンピュータが所定のコンピュータプログラムを実行することにより実現されている。ここで、コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、I/Oインターフェースおよびこれらを互いに接続するバス等からなる。なお、制御部11は、必ずしも1つのコンピュータから構成されているものに限定されるものではなく、複数のコンピュータから構成されているものであってもよい。制御部12は、PI演算部20と、充放電判定部21と、電池残量算出部22と、蓄電量制御部25と、を含む。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the storage battery conversion device according to the embodiment of the present invention.
The storage
The
設定部14は、制御部12の動作を規定する各種パラメータの設定を行う。設定部14は、例えば、周知のユーザインターフェース等を利用したものから構成される。
電圧変換部13は、PWM(Pulse Width Modulation)回路23と、昇降圧チョッパ回路24とを含む。昇降圧チョッパ回路24は、キャパシタ31,35と、コイル32と、トランジスタ33,34とを含む。
なお、昇降圧チョッパ回路24は、トランジスタの代わりに他の種類のスイッチング素子を含む構成であってもよい。
The setting
The
The step-up / step-down
電圧変換部13は、蓄電池106からの直流電圧を変換して線路151に供給する放電動作、および線路151からの直流電圧を変換して蓄電池106に供給する充電動作を行なうことが可能である。制御部12は、電圧変換部13の充電動作および放電動作を制御
する。
The
また、電圧測定器37は、線路151の電圧Vdcを測定し、測定値を測定部11へ出力する。電圧測定器36は、蓄電池106の例えば端子間の電圧である電池電圧Vbを測定し、測定値を測定部11へ出力する。電流測定器38は、蓄電池106および電圧変換部13間を流れる電流、具体的には蓄電池106に入力または出力される電池電流Ibdcを測定し、測定値を測定部11へ出力する。
Further, the
測定部11は、電圧Vdc、電池電圧Vbおよび電池電流Ibdcの測定値をPI演算部20へ出力し、電圧Vdcの測定値を充放電判定部21へ出力する。また、測定部11は、蓄電池106の充電時間および放電時間を測定し、充電時間および放電時間、並びに電池電圧Vbおよび電池電流Ibdcの測定値を電池残量算出部22へ出力する。
Measurement unit 11 outputs measured values of voltage Vdc, battery voltage Vb, and battery current Ibdc to
充放電判定部21は、測定部11から入力される電圧Vdcに基づいて、蓄電池106の充電動作開始の指令および蓄電池106の放電動作開始の指令のいずれかを、蓄電量制御部25へ出力する。
Based on the voltage Vdc input from the measurement unit 11, the charge /
電池残量算出部22は、測定部11から受けた蓄電池106の充電時間および放電時間、ならびに電池電圧Vbおよび電池電流Ibdcの測定値に基づいて蓄電池106の蓄電量(充電率)を算出する。そして、電池残量算出部22は、算出した蓄電量を蓄電量制御部25へ出力する。
The battery remaining
図3は、本実施形態に係る蓄電池106の蓄電量(充電率)Qと電池電圧Vbとの対応関係の一例を示す図である。
蓄電池106は、例えば一般始動用またはサイクル用の液式鉛蓄電池から構成される。蓄電池106は、蓄電量(充電率)が100%のときの電池電圧即ち起電力が12.72Vであり、蓄電量が下がるにつれて起電力が小さくなり、蓄電量が25%のときの起電力が11.82Vとなる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between the storage amount (charge rate) Q of the
The
例えば、蓄電池用変換装置101は、図3の対応関係を示す情報を記憶している。電池残量算出部22は、測定部11から受けた蓄電池106の充電時間および放電時間、ならびに電池電圧Vbおよび電池電流Ibdcの測定値に基づいて、蓄電池106の起電力、即ち蓄電池106の端子電圧から蓄電池106の内部抵抗を通して流れる電流による電圧分が除外された電圧値を算出する。そして、電池残量算出部22は、図3に示す対応関係を示す情報を参照して、蓄電池106の起電力から蓄電池106の蓄電量を算出する。
For example, the storage
図2に戻って、蓄電量制御部25は、電池残量算出部22が算出した蓄電量(充電率)に基づいて、蓄電量制御を行うか否かの判断を行う。蓄電量制御部25は、蓄電量目標値、蓄電量上限値および蓄電量下限値を保持している。これらの値は、ユーザが設定部14を使用して適宜変更することができる。
蓄電量制御部25が、蓄電量制御を回避する(蓄電量制御OFF)。この場合、蓄電量制御部25は、充放電判定部21の判断結果をそのままPI演算部20へ出力する。一方、蓄電量制御部25が、蓄電量制御を行う(蓄電量制御ON)とする。この場合、蓄電量制御部25は、充放電判定部21から入力される、充電動作開始の指令および放電動作開始の指令のいずれか一方を、強制的に充放電停止の指令に変換して、PI演算部20へ出力する。また、蓄電量制御部25は、蓄電量制御に関する情報を発電装置用変換装置103および交流電源用変換装置105に入力する。
Returning to FIG. 2, the power storage
The storage
PI演算部20は、蓄電量制御部25から入力される指令内容と、測定部11から入力される電圧Vdc、電池電圧Vbおよび電池電流Ibdcの測定値に基づいてPI(比例積分)演算を行ない、後述のトランジスタ33,34のスイッチングのデューティ比を算出して電圧変換部13へ出力する。
The
電圧変換部13は、PWM回路23と、昇降圧チョッパ回路24とを備える。
PWM回路23は、PI演算部20から入力されるデューティ比に従って、昇降圧チョッパ回路24におけるトランジスタ33,34用のPWM制御信号をそれぞれ生成し、トランジスタ33,34へ出力する。
The
The
トランジスタ33,34は、例えば逆流阻止ダイオードを有するIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)であり、PWM回路23から受けたPWM制御信号に基づいてスイッチングする。これにより、例えば、蓄電池106の放電動作において、蓄電池106の電池電圧Vbが昇圧されて線路151に供給され、蓄電池106の充電動作において、線路151の電圧Vdcが降圧されて蓄電池106に供給される。
The
電圧変換部13は、例えば蓄電池106の充電動作として定電流充電を行ない、蓄電池106の放電動作として定電流放電を行なう。
ここにおいて、制御部12は、蓄電池106の充電動作において、トランジスタ33を常時オフし、蓄電池106の入力電流Ibdcが所定値になるようにトランジスタ34をスイッチングさせる。また、制御部12は、蓄電池106の放電動作において、トランジスタ34を常時オフし、蓄電池106の出力電流Ibdcが所定値になるようにトランジスタ33をスイッチングさせる。
For example, the
Here, in the charging operation of the
また、制御部12は、充電動作において電圧変換部13から蓄電池106へ流れる電流の電流が一定値に制御し、かつ放電動作において蓄電池106から電圧変換部13へ流れる電流を一定値に制御する。
この一定値は、例えばユーザによって予め設定される。そして、制御部12は、蓄電池106の充電動作および放電動作において、測定部11によって測定される電流Ibdcが予め設定された一定値となるようにトランジスタ33,34を制御する。
The
This constant value is preset by the user, for example. Then, in the charging operation and discharging operation of the
図4は、本発明の実施の形態に係る発電装置用変換装置103の構成を示す図である。
発電装置用変換装置103は、測定部41と、制御部42と、電圧変換部43と、電圧測定器66,67と、電流測定器68とを備える。電圧変換部43は、PWM回路51と、昇圧チョッパ回路52とを含む。昇圧チョッパ回路52は、キャパシタ61,65と、コイル62と、トランジスタ63と、ダイオード64とを含む。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the power
The power
ここで、電圧測定器67は、線路151の電圧Vdcを測定し、測定値を測定部41へ出力する。電圧測定器66は、発電装置102の例えば端子間の電圧である発電電圧Vgを測定し、測定値を測定部41へ出力する。電流測定器68は、発電装置102から出力される発電電流Igを測定し、測定値を測定部41へ出力する。
Here, the
測定部41は、電圧Vdc、発電電圧Vgおよび発電電流Igの測定値を制御部42へ出力する。
制御部42は、例えば、測定部41から入力される電圧Vdc、発電電圧Vgおよび発電電流Igの測定値に基づいてPI(比例積分)演算を行ない、トランジスタ63のスイッチングのデューティ比を算出して電圧変換部43へ出力する。また、制御部42は、蓄電池用変換装置101から入力される蓄電量制御に関する情報に基づいて、MPPT制御を行う。
For example, the
PWM回路51は、制御部42から入力されるデューティ比に従ってPWM制御信号を生成し、昇圧チョッパ回路52におけるトランジスタ63へ出力する。
トランジスタ63は、例えばIGBTであり、PWM回路51から入力されるPWM制御信号に基づいてスイッチングする。これにより、例えば、発電装置102の発電電圧Vgが昇圧されて線路151に供給される。
The
The
<2>動作
<2−1>基本動作
まず、本実施形態に係る蓄電池用変換装置101の基本動作について説明する。
ここでは、蓄電池用変換装置が、充電不許可モードで蓄電量制御を行う場合と、充電不許可モードで蓄電量制御を行う場合とに分けて説明する。ここで、「充電不許可モード」とは、蓄電池106の放電は行うが充電は回避する動作方式を意味する。また、「放電不許可モード」とは、蓄電池106の充電は行うが放電は回避する動作方式を意味する。
<2> Operation <2-1> Basic Operation First, the basic operation of the storage
Here, a case where the storage battery conversion device performs power storage amount control in the charge non-permission mode and a case where power storage amount control is performed in the charge non-permission mode will be described separately. Here, the “charge disapproval mode” means an operation method in which the
<2−1−1>蓄電池用変換装置が充電不許可モードで蓄電量制御を行う場合
まず、蓄電池用変換装置が、充電不許可モードで蓄電量制御を行う場合について説明する。
図5は、本実施形態に係る蓄電池用変換装置101の充放電動作の一例を示す図である。ここで、Qloは、蓄電値106の蓄電量Qの下限値を示し、Qhiは、蓄電量Qの上限値を示す。
まず、蓄電池用変換装置101が、蓄電量制御を停止した状態(OFF状態)で動作していたとする。
そして、線路151の電圧(以下、「線路電圧」と称する。)Vdcが目標電圧Vdc0よりも大きい場合、蓄電池用変換装置101が蓄電池106の充電を行うことにより、蓄電池106の蓄電量Qが増加していく(時刻T10〜時刻T12)。
<2-1-1> When the storage battery conversion device performs the storage amount control in the charge non-permission mode First, the case where the storage battery conversion device performs the storage amount control in the charge non-permission mode will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the charge / discharge operation of the storage
First, it is assumed that the storage
When the voltage of the line 151 (hereinafter referred to as “line voltage”) Vdc is larger than the target voltage Vdc0, the storage
時刻T10〜時刻T12の期間において、発電装置102の発電電力(以下、単に「発電電力」と称する。)と、交流電源104から供給される電力(以下、「系統電力」と称する。)の和が、負荷装置108の消費電力よりも大きい場合、線路電圧Vdcが上昇する(時刻T10〜時刻T11)。ここで、「発電電力」は、発電装置用変換装置102から線路151に供給される電力に相当する。また、「系統電力」は、交流電源用変換装置105から線路151に供給される電力に相当する。
一方、発電電力と系統電力の和が、負荷装置108の消費電力よりも小さい場合、線路電圧Vdcが下降する(時刻T11〜時刻T12)。つまり、線路電圧Vdcは、発電電力と系統電力の和と、負荷装置108の消費電力との大小関係に応じて、上昇したり下降したりする。
時刻T12以降における線路電圧Vdcの上昇または下降の原理は、時刻T10〜時刻T12における線路電圧Vdcの上昇または下降の原理と同じなので以下説明を適宜省略する。
During the period from time T10 to time T12, the sum of the power generated by the power generation apparatus 102 (hereinafter simply referred to as “generated power”) and the power supplied from the AC power source 104 (hereinafter referred to as “system power”). However, when it is larger than the power consumption of the
On the other hand, when the sum of the generated power and the system power is smaller than the power consumption of the
The principle of increase or decrease of the line voltage Vdc after time T12 is the same as the principle of increase or decrease of the line voltage Vdc from time T10 to time T12, and therefore the description thereof will be omitted as appropriate.
その後、線路電圧Vdcが下降して目標電圧Vdc0よりも小さくなると、蓄電池用変換装置101は、蓄電池106の放電を行うことにより、蓄電池106の蓄電量Qが減少していく(時刻T12〜時刻T14)。
After that, when the line voltage Vdc decreases and becomes smaller than the target voltage Vdc0, the storage
その後、線路電圧Vdcの上昇により線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも大きくなると、蓄電池用変換装置101は、再び、蓄電池106の充電を行い、蓄電池106の蓄電量Qが増加していく(時刻T14〜時刻T15)。
そして、蓄電池106の蓄電量Qが蓄電量上限値Qhiに到達すると、蓄電池用変換装置101は、充電不許可モードで蓄電量制御を開始(ON)する(時刻T15)。ここで、「蓄電量上限値Qhiに到達する」とは、厳密に蓄電量上限値Qhiに等しくなることまでを意味するものではなく、蓄電量上限値Qhi近傍の所定の範囲内に到達することをいう。
Thereafter, when the line voltage Vdc becomes higher than the target voltage Vdc0 due to the rise of the line voltage Vdc, the storage
Then, when the storage amount Q of the
蓄電池用変換装置101が充電不許可モードで蓄電量制御を行っている場合、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも大きいとき、蓄電池用変換装置101は、充電および放電の両方を停止し、蓄電池106の蓄電量が一定に維持される(時刻T15〜時刻T16)。即ち、蓄電池用変換装置101は、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも大きい場合において充電動作を回避する。
When the storage
その後、線路電圧Vdcが下降して目標電圧Vdc0よりも小さくなると、蓄電池用変換装置101は、蓄電池106の放電を行い、蓄電池106の蓄電量Qが減少していく(時刻T16〜時刻T18)。
Thereafter, when the line voltage Vdc decreases and becomes smaller than the target voltage Vdc0, the storage
その後、線路電圧Vdcが上昇して目標電圧Vdc0よりも大きくなると、蓄電池用変換装置101は、再び、充電および放電の両方を停止(充電動作を回避)し、蓄電池106の蓄電量Qが一定に維持される(時刻T18〜時刻T20)。
After that, when the line voltage Vdc increases and becomes larger than the target voltage Vdc0, the storage
その後、線路電圧Vdcが下降して目標電圧Vdc0よりも小さくなると、蓄電池用変換装置101は、蓄電池106の放電を行う(時刻T20〜時刻T21)。ここにおいて、蓄電池106の蓄電量Qは、放電により減少していく。
そして、蓄電池106の蓄電量Qが蓄電量目標値Q0に到達すると、蓄電池用変換装置101は、蓄電量制御を停止(OFF)する(時刻T21)。
Thereafter, when the line voltage Vdc decreases and becomes smaller than the target voltage Vdc0, the storage
Then, when the storage amount Q of the
その後、線路電圧Vdcが上昇して電圧目標値Vdc0よりも大きくなると、蓄電池用変換装置101は、再び、充電を行う(時刻T22以降)。ここにおいて、蓄電池106の蓄電量Qは、充電により上昇していく。
Thereafter, when the line voltage Vdc rises and becomes larger than the voltage target value Vdc0, the
<2−1−2>蓄電池用変換装置が放電不許可モードで蓄電量制御を行う場合
次に、蓄電池用変換装置101が、充電不許可モードで蓄電量制御を行う場合について説明する。
図6は、本実施形態に係る蓄電池用変換装置の充放電動作の一例を示す図である。
ここで、図6中の記号の意味は、図5と同じである。
<2-1-2> Case where storage battery conversion device performs storage amount control in discharge non-permission mode Next, a case where storage
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the charge / discharge operation of the storage battery converter according to the present embodiment.
Here, the meanings of the symbols in FIG. 6 are the same as those in FIG.
まず、蓄電池用変換装置101が、蓄電量制御を停止した状態(OFF状態)で動作していたとする。
そして、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも小さい場合、蓄電池用変換装置101は、蓄電池106の放電を行い、蓄電池106の蓄電量Qが減少していく(時刻T50〜時刻T52)。
First, it is assumed that the storage
When the line voltage Vdc is smaller than the target voltage Vdc0, the storage
ここにおいて、線路電圧Vdcが、発電電力と系統電力の和と、負荷装置108の消費電力との大小関係に応じて、上昇したり下降したりする点は、前述の時刻T10〜時刻T12における線路電圧Vdcの上昇または下降の原理と同じである。また、時刻T52以降における線路電圧Vdcの上昇または下降の原理は、前述の時刻T50〜時刻T52における線路電圧Vdcの上昇または下降の原理と同じなので以下説明を適宜省略する。
Here, the point that the line voltage Vdc rises or falls according to the magnitude relationship between the sum of the generated power and the system power and the power consumption of the
その後、線路電圧Vdcが上昇して目標電圧Vdc0を上回ると、蓄電池用変換装置101は、蓄電池106の充電を行い、蓄電池106の蓄電量Qが充電により増加していく(時刻T52〜時刻T54)。
Thereafter, when the line voltage Vdc rises and exceeds the target voltage Vdc0, the storage
その後、線路電圧Vdcが下降して目標電圧Vdc0を下回ると、蓄電池用変換装置101は、再び、蓄電池106の放電を行い、蓄電池106の蓄電量Qが減少していく(時刻T54〜時刻T55)。
そして、蓄電池106の蓄電量Qが蓄電量下限値Qloに到達すると、蓄電池用変換装置101は、放電不許可モードで蓄電量制御を開始(ON)する(時刻T55)。ここで、「蓄電量下限値Qloに到達する」とは、厳密に蓄電量下限値Qloに等しくなることまでを意味するものではなく、蓄電量下限値Qlo近傍の所定の範囲内に到達することをいう。
Thereafter, when the line voltage Vdc decreases and falls below the target voltage Vdc0, the storage
When storage amount Q of
蓄電池用変換装置101が放電不許可モードで蓄電量制御を行っている場合において、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0を下回っているとき、蓄電池用変換装置101は、充電および放電の両方を停止し、蓄電池106の蓄電量が一定に維持される(時刻T55〜時刻T56)。即ち、蓄電池用変換装置101は、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも小さい場合において放電動作を回避する。
When the storage
その後、線路電圧Vdcが上昇して目標電圧Vdc0を上回ると、蓄電池用変換装置101は、蓄電池106の充電を行い、蓄電池106の蓄電量Qが増加していく(時刻T56〜時刻T58)。
After that, when the line voltage Vdc rises and exceeds the target voltage Vdc0, the storage
その後、線路電圧Vdcが下降して目標電圧Vdc0を下回ると、蓄電池用変換装置101は、再び、充電および放電の両方を停止(放電動作を回避)し、蓄電池106の蓄電量Qが一定に維持される(時刻T58〜時刻T60)。
After that, when the line voltage Vdc decreases and falls below the target voltage Vdc0, the storage
その後、線路電圧Vdcが上昇して目標電圧Vdc0を上回ると、蓄電池用変換装置101は、蓄電池106の充電を行う(時刻T60〜時刻T61)。ここにおいて、蓄電池106の蓄電量Qは、充電により増加していく。
そして、蓄電池106の蓄電量Qが蓄電量目標値Q0に到達すると、蓄電池用変換装置101は、蓄電量制御を停止(OFF)する(時刻T61)。
Thereafter, when the line voltage Vdc increases and exceeds the target voltage Vdc0, the storage
When storage amount Q of
その後、線路電圧Vdcが下降して目標電圧Vdc0を下回ると、蓄電池用変換装置101は、再び、放電を行い、蓄電池106の蓄電量Qが下降していく(時刻T63以降)。
Thereafter, when the line voltage Vdc decreases and falls below the target voltage Vdc0, the storage
なお、以上の説明において、線路151の電圧Vdcは、正電圧に限らず、負電圧であってもよい。負電圧の場合、電圧の「上昇」は、例えば電圧絶対値が大きくなる方向に電圧の大きさが変わることを意味し、電圧の「下降」は、例えば電圧絶対値が小さくなる方向に電圧の大きさが変わることを意味する。
In the above description, the voltage Vdc of the
<2−2>蓄電池用変換装置の動作の詳細
次に、蓄電池用変換装置101の動作の詳細について説明する。
図7〜図10は、本実施形態に係る蓄電池用変換装置101による電力供給動作の手順を示すフローチャートである。
<2-2> Details of Operation of Storage Battery Conversion Device Next, details of the operation of the storage
FIGS. 7-10 is a flowchart which shows the procedure of the electric power supply operation | movement by the
図7に示すように、まず、蓄電池用変換装置101は、蓄電量制御を停止した状態で動作する(ステップS1)。
As shown in FIG. 7, first, the storage
図8は、蓄電量制御を停止した状態における蓄電池用変換装置101の動作を示すフローチャートである。図8において、「停止モード」では、蓄電池用変換装置101が蓄電池106の充電動作および放電動作を停止する。また、「充電モード」では、蓄電池用変換装置101が蓄電池106の充電動作を行い、「放電モード」では、蓄電池用変換装置101が蓄電池106の放電動作を行う。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the storage
図8に示すように、蓄電池用変換装置101は、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも大きいか否かを判定する(ステップS11)。具体的には、充放電判定部21が、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも大きいか否かを判定する。
As illustrated in FIG. 8, the storage
ステップS11において、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも大きいと判定されると(ステップS11:Yes)、蓄電池用変換装置101は、充電モードとなる(ステップS12)。このとき、制御部12は、電圧変換部13のトランジスタ33を常時オフし、蓄電池106の入力電流Ibdcが所定値になるようにトランジスタ34をスイッチングさせる。
In step S11, when it is determined that the line voltage Vdc is larger than the target voltage Vdc0 (step S11: Yes), the storage
一方、ステップS11において、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0以下と判定されると(ステップS11:No)、蓄電池用変換装置101は、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも小さいか否かを判定する(ステップS13)。
On the other hand, when it is determined in step S11 that the line voltage Vdc is equal to or lower than the target voltage Vdc0 (step S11: No), the
ステップS13において、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも小さいと判定されると(ステップS13:Yes)、蓄電池用変換装置101は放電モードとなる(ステップS14)。このとき、制御部12は、電圧変換部13のトランジスタ34を常時オフし、蓄電池106の出力電流Ibdcが所定値になるようにトランジスタ33をスイッチングさせる。
If it is determined in step S13 that the line voltage Vdc is smaller than the target voltage Vdc0 (step S13: Yes), the storage
一方、ステップS13において、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0に等しいと判定されると(ステップS13:No)、蓄電池用変換装置101は、停止モードとなる(ステップS15)。このとき、制御部12は、電圧変換部13のトランジスタ33,34の両方の動作を停止させる。
On the other hand, when it is determined in step S13 that the line voltage Vdc is equal to the target voltage Vdc0 (step S13: No), the storage
図7に戻って、ステップS1の後、蓄電池用変換装置101が、蓄電池106の蓄電量Qが蓄電量上限値Qhiを上回ったか否かを判定する(ステップS2)。
ステップS2において、蓄電量Qが蓄電量上限値Qhiを上回ったと判定されると(ステップS2:Yes)、蓄電池用変換装置101が、充電不許可モードで蓄電量制御を行う(蓄電量制御ON)(ステップS3)。
Returning to FIG. 7, after step S <b> 1, the storage
If it is determined in step S2 that the charged amount Q has exceeded the charged amount upper limit value Qhi (step S2: Yes), the storage
図9は、充電不許可モードで蓄電量制御を行う場合の蓄電池用変換装置101の動作を示すフローチャートである。図9において、「停止モード」、「充電モード」および「放電モード」における蓄電池用変換装置101の動作は、前述と同様である。
図9に示すように、ステップS3における蓄電池用変換装置101の動作は、図8に示す動作と略同じであり、ステップS11において、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも大きいと判定されると(ステップS11:Yes)、蓄電池用変換装置101が停止モードとなる(ステップS22)点が相違する。蓄電池用変換装置101は、充電不許可モードで蓄電量制御を行う場合、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0より大きくても充電は回避する。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the storage
As shown in FIG. 9, the operation of the storage
図7に戻って、ステップS3の後、蓄電池用変換装置101が、蓄電池106の蓄電量Qが蓄電量目標値Q0を下回ったか否かを判定する(ステップS4)。
ステップS4において、蓄電量Qが蓄電量目標値Q0を下回らないと判定されると(ステップS4:No)、蓄電池用変換装置101は、充電不許可モードで蓄電量制御を継続する(ステップS3)。一方、ステップS4において、蓄電量Qが蓄電量目標値Q0を下回ったと判定されると(ステップS4:Yes)、蓄電池用変換装置101は、蓄電量制御を停止する(ステップS1)。
Returning to FIG. 7, after step S <b> 3, the storage
In step S4, when it is determined that the storage amount Q does not fall below the storage amount target value Q0 (step S4: No), the storage
また、ステップS2において、蓄電量Qが蓄電量上限値Qhiを上回っていないと判定されると(ステップS2:No)、蓄電池用変換装置101は、蓄電池106の蓄電量Qが蓄電量下限値Qloを下回ったか否かを判定する(ステップS5)。
Further, when it is determined in step S2 that the charged amount Q does not exceed the charged amount upper limit value Qhi (step S2: No), the storage
ステップS5において、蓄電量Qが蓄電量下限値Qloを下回っていないと判定されると(ステップS5:No)、蓄電池用変換装置101は、蓄電量制御の停止を継続する(ステップS1)。一方、ステップS5において、蓄電量Qが蓄電量下限値Qloを下回ったと判定されると(ステップS5:Yes)、蓄電池用変換装置101は、放電不許可モードで蓄電量制御を行う(ステップS6)。
In step S5, when it is determined that the storage amount Q is not lower than the storage amount lower limit Qlo (step S5: No), the storage
図10は、放電不許可モードで蓄電量制御を行う場合の蓄電池用変換装置101の動作を示すフローチャートである。図10において、「停止モード」、「充電モード」および「放電モード」における蓄電池用変換装置101の動作は、前述と同様である。
図10に示すように、ステップS6における蓄電池用変換装置101の動作は、図8に示す動作と略同じであり、ステップS13において、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも小さいと判定されると(ステップS13:Yes)、蓄電池用変換装置101が停止モードとなる(ステップS22)点が相違する。蓄電池用変換装置101は、放電不許可モードで蓄電量制御を行う場合、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0より小さくても放電は回避する。
FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of the storage
As shown in FIG. 10, the operation of the storage
図7に戻って、ステップS6の後、蓄電池用変換装置101が、蓄電池106の蓄電量Qが蓄電量目標値Q0を上回ったか否かを判定する(ステップS7)。
Returning to FIG. 7, after step S <b> 6, the storage
ステップS7において、蓄電量Qが蓄電量目標値Q0を上回っていないと判定されると(ステップS7:No)、蓄電池用変換装置101は、放電不許可モードで蓄電量制御を継続する(ステップS6)。一方、ステップS7において、蓄電量Qが蓄電量目標値Q0を上回ったと判定されると、蓄電池用変換装置101は、蓄電量制御を停止する(ステップS1)。
In step S7, when it is determined that the storage amount Q does not exceed the storage amount target value Q0 (step S7: No), the storage
<2−2>蓄電量目標値の設定方法について
次に、本実施形態に係る蓄電池用変換装置101における蓄電量目標値の設定方法について説明する。
蓄電量目標値Q0は、ユーザが設定部14を使用して変更することができる。これにより、蓄電量目標値Q0と蓄電量上限値Qhiとの差、または、蓄電量目標値Q0と蓄電量下限値Qloとの差を適宜設定することができる。従って、制御部12が充電不許可モード(放電不許可モード)で蓄電量制御を行う期間、即ち、蓄電池106の充放電が繰り返されない期間の長さをユーザが所望する長さに適宜設定することができる。
<2-2> Setting Method of Storage Charge Target Value Next, a setting method of the storage charge target value in the storage
The storage amount target value Q0 can be changed by the user using the
例えば、発電装置102が太陽光発電装置から構成されているとする。この場合、蓄電量目標値は、天候によって変化させるのが好ましい。
発電装置102が太陽光発電装置から構成される場合、発電装置102の発電電力は、天候によって異なる。例えば、「晴れ」の場合は、発電電力が大きくなり、「雨」の場合は発電電力が小さくなる。そこで、蓄電量目標値Q0を発電装置102の発電電力に基づいて変化させるのが好ましい。
For example, it is assumed that the
When the
具体的には、発電装置102の発電電力が大きい場合は、蓄電池106が充電される期間が長くなるように蓄電量目標値Q0を高めに設定すればよい。一方、発電装置102の発電電力が小さい場合は、線路151への電力供給元として交流電源104が支配的になるため、蓄電池106の充電期間が短くなるように蓄電量目標値Q0を低めに設定すればよい。これにより、発電装置102で発電される電力の利用率を向上させることができるとともに、交流電源104から供給される電力の利用率を低減できる。
Specifically, when the generated power of the
下記表1に、蓄電量上限値Qhi、蓄電量目標値Q0、蓄電量下限値Qloの一例を示す。
表1に示すように、蓄電量目標値Q0は、天候が晴れの場合、75[%]に設定され、天候が雨の場合、25[%]に設定される。ここにおいて、天候が「晴れ」であれば、発電装置102の発電電力が増加する。従って、充電不許可モードで蓄電量制御を行う期間を短縮することにより、なるべく発電電力のロスを少なくするのが好ましい。そこで、蓄電量目標値Q0を比較的高めの75%に設定し、充電不許可モードで蓄電量制御を行う期間を短縮している。
As shown in Table 1, the storage amount target value Q0 is set to 75 [%] when the weather is clear, and is set to 25 [%] when the weather is rainy. Here, if the weather is “clear”, the generated power of the
一方、天候が「雨」であれば、発電装置102の発電電力が減少し、線路151に供給される電力は、交流電源104から供給される電力が支配的になる。
ここにおいて、自然エネルギの利用率の向上を図るためには、交流電源104から供給される電力が蓄電池106の充電に用いられる期間が短いほうが有利である。従って、放電不許可モードで蓄電量制御を行う期間を短縮することにより、交流電源104から供給される電力により蓄電池106を充電する期間を短縮するのが好ましい。そこで、蓄電量目標値Q0を比較的低めの25%に設定し、充電不許可モードで蓄電量制御を行う期間を短縮している。
On the other hand, if the weather is “rain”, the power generated by the
Here, in order to improve the utilization rate of natural energy, it is advantageous that the period during which the power supplied from the
以上のように、本実施形態に係る電力供給システム201では、蓄電池用変換装置101が、天候の経時変化に基づいて蓄電量目標値Q0を変化させるので、発電装置102で発電される電力の利用率の最適化を図ることができる。
また、交流電源104から供給される電力が、蓄電池106の充電に使用される期間を短縮することにより、自然エネルギの利用率の向上を図ることができる。
As described above, in the
Moreover, the utilization rate of natural energy can be improved by shortening the period when the electric power supplied from the
<2−4>発電装置用変換装置103および交流電源用変換装置105の出力抑制制御について
次に、発電装置用変換装置103および交流電源用変換装置105の出力抑制制御について説明する。
ここでは、発電装置用変換装置103および交流電源用変換装置105が、発電電力および系統電力の和と、負荷装置108の消費電力とのいずれか一方が他方よりも大きくなるように、出力抑制制御を行う。
<2-4> Output Suppression Control of Power Generation
Here, the power generation
図11は、本実施形態に係る蓄電池用変換装置101による電力供給動作の一例を示す図である。
蓄電池用変換装置101が、蓄電量制御を停止(蓄電量制御OFF)しているとする。そして、発電装置102の発電電力が大きく、発電電力および系統電力の和が負荷装置108の消費電力よりも大きいとする。この場合、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも大きくなり、蓄電池用変換装置101が蓄電池106の充電を行う。すると、蓄電池106の蓄電量Qは、増加していく。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a power supply operation by the storage
It is assumed that the storage
そして、蓄電量Qの増加により、蓄電量Qが蓄電量上限値Qhiよりも小さい状態から、蓄電量Qが蓄電量上限値Qhiよりも大きい状態に変化すると、蓄電池用変換装置101は、充電不許可モードで蓄電量制御を開始(蓄電量制御ON)する。このとき、蓄電池用変換装置101は、停止モードと放電モードとを繰り返し、充電モードには遷移しなくなる。これにより、蓄電池106の蓄電量Qは、減少していく。
When the storage amount Q changes from the state where the storage amount Q is smaller than the storage amount upper limit value Qhi to the state where the storage amount Q is larger than the storage amount upper limit value Qhi due to the increase in the storage amount Q, the storage
蓄電量制御を開始した後、発電装置用変換装置103および交流電源用変換装置105は、発電電力および系統電力の和が、負荷装置108の消費電力よりも小さくなるように、出力抑制制御を行う。
ここでは、まず、交流電源用変換装置105が定電流制御を停止することにより、出力抑制を行う。この状態で、発電装置用変換装置103は、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも小さくなっているか否かを判定する。そして、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも大きいと判定されると、発電装置用変換装置103は、MPPT制御を停止することにより、出力抑制を行う。つまり、発電装置用変換装置103および交流電源用変換装置105は、発電装置用変換装置103、交流電源用変換装置105の優先順位で出力抑制制御を行う。
After the storage amount control is started, the power generation
Here, first, the AC
蓄電池用変換装置101が充電不許可モードで蓄電量制御を行っている場合、蓄電池106の充電が行われない。従って、線路電圧Vdcが、目標電圧Vdc0よりも高めで推移していると、蓄電池106の充電により線路電圧Vdcを低下させることができず、線路電圧Vdcと目標電圧Vdc0との差圧が増大する虞がある。
これに対して、前述のように、発電電力および系統電力の和が、負荷装置108の消費電力よりも小さくなるように出力抑制制御を行うので、線路電圧Vdcと目標電圧Vdc0との差圧を低減できる。
When the storage
On the other hand, as described above, the output suppression control is performed so that the sum of the generated power and the system power is smaller than the power consumption of the
また、蓄電池用変換装置101が充電不許可モードで蓄電量制御を行っている場合において、交流電源用変換装置105が、発電装置用変換装置103に優先して出力抑制を行う。これにより、自然エネルギの利用率の向上を図ることができる。
In addition, when the storage
そして、蓄電量Qの減少により、蓄電量Qが蓄電量目標値Q0より大きい状態から、蓄電量Qが蓄電量目標値Q0より小さい状態に変化すると、蓄電池用変換装置101は、再び蓄電量制御を停止(蓄電量制御OFF)する。このとき、発電装置用変換装置103および交流電源用変換装置105は、出力抑制制御を解除する。
When the storage amount Q changes from the state where the storage amount Q is greater than the storage amount target value Q0 to the state where the storage amount Q is less than the storage amount target value Q0 due to the decrease in the storage amount Q, the storage
蓄電量制御を停止した後、発電電力および系統電力の和が負荷装置108の消費電力よりも大きい状態にあると、蓄電池用変換装置101は蓄電池106の充電を行う。すると、蓄電池106の蓄電量Qは、再び増加していく。
If the sum of the generated power and the system power is larger than the power consumption of the
そして、蓄電量Qの増加により、蓄電量Qが蓄電量上限値Qhiより小さい状態から、蓄電量Qが蓄電量上限値Qhiより大きい状態に変化すると、蓄電池用変換装置101は、再び充電不許可モードで蓄電量制御を開始(蓄電量制御ON)する。そして、発電装置用変換装置103および交流電源用変換装置105は、再び、発電電力および系統電力の和が、負荷装置108の消費電力よりも小さくなるように出力抑制制御を行う。
When the storage amount Q changes from a state where the storage amount Q is smaller than the storage amount upper limit value Qhi to a state where the storage amount Q is greater than the storage amount upper limit value Qhi due to the increase in the storage amount Q, the storage
また、発電装置用変換装置103および交流電源用変換装置105の両方が出力抑制を行っている状態で、蓄電池用変換装置101が蓄電量制御を停止(蓄電量制御OFF)しているとする。
そして、発電電力および系統電力の和が、負荷装置108の消費電力よりも小さいと、蓄電池用変換装置101は蓄電池106の放電を行い、蓄電池106の蓄電量Qが減少していく。
Further, it is assumed that the storage
When the sum of the generated power and the system power is smaller than the power consumption of the
そして、蓄電量Qの減少により、蓄電量Qが蓄電量下限値Qloより大きい状態から、蓄電量Qが蓄電量下限値Qloより小さい状態に変化すると、蓄電池用変換装置101は、放電不許可モードで蓄電量制御を開始(蓄電量制御ON)する。このとき、蓄電池用変換装置101は、停止モードと充電モードとを繰り返し、放電モードには遷移しなくなる。これにより、蓄電池106の蓄電量Qは、増加していく。
When the storage amount Q changes from a state where the storage amount Q is greater than the storage amount lower limit value Qlo to a state where the storage amount Q is less than the storage amount lower limit value Qlo due to a decrease in the storage amount Q, the storage
蓄電量制御を開始した後、発電装置用変換装置103および交流電源用変換装置105は、発電電力および系統電力の和が、負荷装置108の消費電力よりも小さくなるように、出力抑制制御の解除を行う。
ここでは、まず、発電装置用変換装置103がMPPT制御を開始することにより、出力抑制を解除する。この状態で、交流電源用変換装置105は、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも大きくなっているか否かを判定する。そして、線路電圧Vdcが目標電圧Vdc0よりも小さいと判定されると、交流電源用変換装置103は、定電流制御を開始することにより、出力抑制を解除する。つまり、発電装置用変換装置103および交流電源用変換装置105は、発電装置用変換装置103、交流電源用変換装置105の優先順位で出力抑制制御の解除を行う。
After the storage amount control is started, the power generation
Here, first, the power
蓄電池用変換装置101が放電不許可モードで蓄電量制御を行っている場合、蓄電池106の放電が行われない。従って、線路電圧Vdcが、目標電圧Vdc0よりも低めで推移していると、蓄電池106の放電により線路電圧Vdcを上昇させることができず、線路電圧Vdcと目標電圧Vdc0との差圧が増大する虞がある。
これに対して、本実施形態に係る発電装置用変換装置103および交流電源用変換装置105は、前述のように、発電電力および系統電力の和が負荷装置108の消費電力よりも大きくなるように出力抑制制御を解除する。従って、線路電圧Vdcと目標電圧Vdc0との差圧を低減できる。
When the storage
On the other hand, in the converter for
また、蓄電池用変換装置101が放電不許可モードで蓄電量制御を行っている場合において、発電装置用変換装置103が、交流電源用変換装置105に優先して出力抑制を解除する。これにより、自然エネルギの利用率の向上を図ることができる。
In addition, when the storage
そして、蓄電量Qの増加により、蓄電量Qが蓄電量目標値Q0より小さい状態から、蓄電量Qが蓄電量目標値Q0より大きい状態に変化すると、蓄電池用変換装置101は、再び蓄電量制御を停止(蓄電量制御OFF)する。
When the storage amount Q changes from a state where the storage amount Q is smaller than the storage amount target value Q0 to a state where the storage amount Q is greater than the storage amount target value Q0 due to the increase in the storage amount Q, the storage
その後、発電装置102の発電電力および交流電源104から供給される電力量の和が、負荷装置108の消費電力よりも小さいと、蓄電池用変換装置101は蓄電池106の放電を行う。すると、蓄電池106の蓄電量は、再び減少していく。
After that, when the sum of the power generated by the
そして、蓄電量Qの減少により、蓄電量Qが蓄電量下限値Qloより大きい状態から、蓄電量Qが蓄電量上限値Qloより小さい状態に変化すると、蓄電池用変換装置101は、再び放電不許可モードで蓄電量制御を開始(蓄電量制御ON)する。
When the storage amount Q changes from the state where the storage amount Q is greater than the storage amount lower limit value Qlo to the state where the storage amount Q is less than the storage amount upper limit value Qlo due to the decrease in the storage amount Q, the storage
<3>まとめ
結局、本実施形態に係る蓄電池用変換装置101によれば、制御部12が充電不許可モードで蓄電量制御(第1制御)を行う期間と、制御部12が放電不許可モードで蓄電量制御(第2制御)を行う期間とが生じる。そして、制御部12が充電不許可モードまたは放電不許可モードで蓄電量制御を行う期間では、充電動作または放電動作を回避することから、蓄電池106の充放電が繰り返されることがない。これにより、蓄電池106の充放電の繰り返し頻度を低減することができるので、蓄電池106の長寿命化を図ることができる。
<3> Summary After all, according to the storage
<変形例>
(1)実施形態では、蓄電量目標値を、天候によって変化させる例について説明したが、蓄電量目標値Q0を変化させる基準は、天候に限定されるものではなく、例えば、時間帯によって変化させてもよい。
<Modification>
(1) In the embodiment, the example in which the storage amount target value is changed according to the weather has been described. However, the reference for changing the storage amount target value Q0 is not limited to the weather. May be.
下記表2に、蓄電量上限値Qhi、蓄電量目標値Q0、蓄電量下限値Qloの一例を示す。
表2に示すように、蓄電量目標値を、昼間の時間帯は75%に設定し、夜間の時間帯は25%に設定するようにしてもよい。
Table 2 below shows an example of the storage amount upper limit value Qhi, the storage amount target value Q0, and the storage amount lower limit value Qlo.
As shown in Table 2, the storage amount target value may be set to 75% during the daytime period and to 25% during the nighttime period.
この場合、蓄電池用変換装置101が、時間帯に基づいて蓄電量目標値Q0を変化させるので、太陽光発電装置から構成される発電装置102で生成される電力の使用効率向上を図ることができる。また、上記交流電源から供給される電力が、蓄電池の充電に使用される期間を短縮することにより、自然エネルギの利用率の向上を図ることができる。
In this case, since the storage
(2)実施形態において、蓄電池106の種類に応じて蓄電量目標値、蓄電量上限値および蓄電量下限値を変化させてもよい。
蓄電池106は、その種類によって蓄電量Qを推移させる最適範囲が異なる。例えば、蓄電池106が鉛電池から構成される場合、蓄電量Qは100%(満充電)近傍で推移するのが好ましい。一方、蓄電池106がリチウムイオン電池等から構成される場合、蓄電量Qが100%近傍で推移するのは好ましくない。
(2) In the embodiment, the storage amount target value, the storage amount upper limit value, and the storage amount lower limit value may be changed according to the type of the
The
下記表3に、蓄電量上限値Qhi、蓄電量目標値Q0、蓄電量下限値Qloの一例を示す。
蓄電池106の種類が鉛蓄電池であれば、蓄電池106の蓄電量を100%に近い状態で推移させるのが好ましい。そこで、蓄電池106の種類が鉛蓄電池の場合、蓄電量目標値を75%とし、蓄電量上限値を100%に設定している。
Table 3 below shows examples of the storage amount upper limit value Qhi, the storage amount target value Q0, and the storage amount lower limit value Qlo.
If the type of the
一方、蓄電池106の種類がリチウムイオン電池やニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、レドックスフロー電池であれば、蓄電池106の蓄電量を50%以下の状態で推移させるのが好ましい。そこで、蓄電池106の種類がリチウムイオン電池等の場合、蓄電量目標値を25%とし、蓄電量上限値を50%に設定している。
On the other hand, if the type of the
本構成によれば、蓄電量上限値Qhiまたは蓄電量下限値Qloを変化させることにより、蓄電量Qが推移する範囲を適宜設定することができる。 According to this configuration, by changing the storage amount upper limit value Qhi or the storage amount lower limit value Qlo, it is possible to appropriately set the range in which the storage amount Q changes.
また、本構成によれば、蓄電池106の蓄電量を、蓄電池106の種類に応じた最適な範囲で推移させることができるので、蓄電池106の劣化を抑制することができる。
Moreover, according to this structure, since the electrical storage amount of the
(3)実施形態に係る電力供給システム201において、天候の経時変化を予測する天候予測装置(図示せず)を更に備えるものであってもよい。そして、蓄電池用変換装置101が、天候予測装置から天候の経時変化に関する情報を取得するようにしてもよい。
本構成によれば、蓄電池用変換装置101が、天候予測装置によって予測された天候の経時変化に基づいて蓄電量目標値を変化させるので、太陽光発電装置から構成される発電装置102で生成される電力の使用効率向上を図ることができる。
(3) The
According to this configuration, the storage
(4)実施形態では、主として発電装置102が太陽光発電装置から構成される例について説明したが、発電装置102が風力発電機から構成されるものであってもよい。この場合、蓄電量目標値Qは、発電装置102が設置された場所における風速等に基づいて変化させればよい。
(4) In the embodiment, an example in which the
上記実施の形態および変形例は、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、上記説明ではなく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 above-described embodiments and modifications should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
11,41 測定部
12,42 制御部
13,43 電圧変換部
14 設定部
20 PI演算部
21 充放電判定部
22 電池残量算出部
23,51 PWM回路
24,52 昇降圧チョッパ回路
25 蓄電量制御部
31,35,61,65 キャパシタ
32,62 コイル
33,34,63 トランジスタ
36,37,66,67 電圧測定器
38,68 電流測定器
64 ダイオード
101 蓄電池用変換装置
102 発電装置
103 発電装置用変換装置
104 交流電源
105 交流電源用変換装置
106 蓄電池
107 負荷用変換装置
201 電力供給システム
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記電圧変換部の前記充電動作および前記放電動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記蓄電池の蓄電量に対する蓄電量目標値、蓄電量上限値および蓄電量下限値を保持し、
前記蓄電池の前記蓄電量が増加して前記蓄電量上限値を上回ると前記充電動作を回避する第1制御を開始し、前記蓄電池の前記蓄電量が減少して前記蓄電量目標値を下回ると前記第1制御を停止し、
前記蓄電池の前記蓄電量が減少して前記蓄電量下限値を下回ると前記放電動作を回避する第2制御を開始し、前記蓄電池の前記蓄電量が増加して前記蓄電量目標値を上回ると前記第2制御を停止する
蓄電池用変換装置。 A voltage converting unit capable of performing a discharging operation for converting a DC voltage from the storage battery and supplying the line to the line; and a charging operation for converting the DC voltage from the line and supplying the line to the storage battery;
A control unit for controlling the charging operation and the discharging operation of the voltage conversion unit,
The controller is
The storage amount target value, the storage amount upper limit value and the storage amount lower limit value with respect to the storage amount of the storage battery are retained,
When the storage amount of the storage battery increases and exceeds the storage amount upper limit value, the first control to avoid the charging operation is started, and when the storage amount of the storage battery decreases and falls below the storage amount target value, Stop the first control,
When the storage amount of the storage battery decreases and falls below the storage amount lower limit value, the second control for avoiding the discharge operation is started, and when the storage amount of the storage battery increases and exceeds the storage amount target value, The storage battery converter that stops the second control.
請求項1記載の蓄電池用変換装置。 The storage battery conversion device according to claim 1, wherein the storage amount target value held by the control unit is variable.
請求項1または請求項2記載の蓄電池用変換装置。 The storage battery conversion device according to claim 1, wherein the control unit further changes at least one of the storage amount upper limit value and the storage amount lower limit value.
請求項3記載の蓄電池用変換装置。 The storage battery conversion device according to claim 3, wherein the control unit changes at least one of the storage amount upper limit value and the storage amount lower limit value based on a type of the storage battery.
交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換して前記線路に供給する交流電源用変換装置と、
前記線路から供給される直流電圧を変換して負荷装置に供給する負荷用変換装置と、
蓄電池からの直流電圧を変換して前記線路に供給する放電動作、および前記線路からの直流電圧を変換して前記蓄電池に供給する充電動作を行なうことが可能な蓄電池用変換装置と、を備える電力供給システムであって、
前記蓄電池用変換装置は、
前記蓄電池の蓄電量が増加して蓄電量上限値以上になると前記充電動作を回避する第1制御を開始し、前記蓄電池の前記蓄電量が減少して蓄電量目標値以下になると前記第1制御を停止し、
前記蓄電池の蓄電量が減少して蓄電量下限値以下になると前記放電動作を回避する第2制御を開始し、前記蓄電池の前記蓄電量が増加して前記蓄電量目標値以上になると前記第2制御を停止する
電力供給システム。 A converter for a power generator that converts the DC voltage from the power generator and supplies it to the line;
A converter for an AC power source that converts an AC voltage from an AC power source into a DC voltage and supplies the line to the line; and
A load conversion device for converting a DC voltage supplied from the line and supplying the load device to the load device;
A storage battery converter capable of performing a discharging operation for converting a DC voltage from a storage battery and supplying the line to the line; and a charging operation for converting a DC voltage from the line and supplying the battery to the storage battery. A feeding system,
The storage battery converter is
The first control for avoiding the charging operation is started when the storage amount of the storage battery increases to be equal to or higher than a storage amount upper limit value, and the first control is started when the storage amount of the storage battery decreases to be equal to or less than a storage amount target value. Stop
When the storage amount of the storage battery decreases and becomes less than or equal to the storage amount lower limit value, the second control for avoiding the discharging operation is started, and when the storage amount of the storage battery increases and becomes the storage amount target value or more, the second control is started. Power supply system that stops control.
請求項5記載の電力供給システム。 The power supply system according to claim 5, wherein the storage battery conversion device changes the storage amount target value based on the generated power of the power generation device.
前記蓄電池用変換装置は、天候の経時変化に基づいて前記蓄電量目標値を変化させる
請求項6記載の電力供給システム。 The power generator is composed of at least one of one or more solar power generators and one or more wind power generators,
The power supply system according to claim 6, wherein the storage battery conversion device changes the storage amount target value based on a temporal change in weather.
前記蓄電池用変換装置は、前記天候予測装置から天候の経時変化に関する情報を取得する
請求項7記載の電力供給システム。 It further includes a weather prediction device that predicts changes in the weather over time,
The power supply system according to claim 7, wherein the storage battery conversion device acquires information related to a temporal change in weather from the weather prediction device.
請求項5〜請求項8のいずれか1項に記載の電力供給システム。 When the storage battery converter performs the first control, the power generator converter and the AC power converter are supplied to the line from the power generator converter and the AC power converter. The power supply system according to any one of claims 5 to 8, wherein output suppression control is performed so that a sum of power amounts to be reduced is smaller than power consumption of the load device.
請求項9記載の電力供給システム。 The power supply system according to claim 9, wherein the power generation device conversion device and the AC power supply conversion device perform output suppression control in a priority order of the AC power supply conversion device and the power generation device conversion device.
請求項5〜請求項10のいずれか1項に記載の電力供給システム。 When the storage battery converter performs the second control, the power generator converter and the AC power converter are supplied to the line from the power generator converter and the AC power converter. The power supply system according to any one of claims 5 to 10, wherein output suppression release (supply) control is performed so that a sum of power amounts to be larger than power consumption of the load device.
請求項11記載の電力供給システム。 The power supply system according to claim 11, wherein the power generation device conversion device and the AC power supply conversion device cancel output suppression control in a priority order of the power generation device conversion device and the AC power supply conversion device.
前記蓄電池の蓄電量が増加して蓄電量上限値以上になると前記充電動作を回避する第1制御を開始するステップと、
前記蓄電池の前記蓄電量が減少して蓄電量目標値以下になると前記第1制御を停止するステップと、
前記蓄電池の蓄電量が減少して蓄電量下限値以下になると前記放電動作を回避する第2制御を開始するステップと、
前記蓄電池の前記蓄電量が増加して前記蓄電量目標値以上になると前記第2制御を停止するステップとを含む
電力供給制御方法。
A power supply control method in a storage battery conversion device capable of performing a discharge operation for converting a DC voltage from a storage battery and supplying the line to a line, and a charging operation for converting a DC voltage from the line and supplying the line to the storage battery There,
Starting a first control for avoiding the charging operation when the storage amount of the storage battery increases and becomes equal to or greater than a storage amount upper limit;
Stopping the first control when the storage amount of the storage battery is reduced to be equal to or less than a storage amount target value;
Starting the second control for avoiding the discharge operation when the storage amount of the storage battery decreases and becomes less than or equal to a storage amount lower limit;
And a step of stopping the second control when the storage amount of the storage battery increases to be equal to or greater than the storage amount target value.
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