JP6257387B2 - Power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の電力需要者が接続されている交流線と、蓄電装置と、蓄電装置と交流線との間を自己接続線を用いて接続する自立インバータ装置とを有する自己システムを複数個備え、複数個の自己システムが電気的に直列接続されるように、一つの自己システムが有する蓄電装置と他の一つの自己システムが有する交流線との間を相互接続線を用いて接続する連繋インバータ装置を自己システム同士の間に備える電力供給システムに関する。 The present invention provides a plurality of self-systems having an AC line to which a plurality of power consumers are connected, a power storage device, and a self-supporting inverter device that connects the power storage device and the AC line using a self-connection line. And connecting the power storage device of one self-system and the AC line of the other self-system using interconnection lines so that a plurality of self-systems are electrically connected in series The present invention relates to a power supply system including an inverter device between self systems.
従来から、複数の電力需要者が接続されている交流線と、蓄電装置と、その蓄電装置と交流線とを接続する自立インバータ装置とを有する自己システムを複数個備えるような電力供給システムが提案されている。例えば、特許文献1(国際公開第2010/103650号)に記載の電力供給システムは、複数個の自己システムが電気的に直列接続されるように、一つの自己システムが有する蓄電装置と他の一つの自己システムが有する交流線とを接続する連繋インバータ装置を自己システム同士の間に備えている。更に、複数個の自己システムのそれぞれの自立インバータ装置を、交流線での電力の電圧が目標電圧となるように及び交流線での電力の周波数が蓄電装置の蓄電量に応じて決定する目標周波数となるように動作させ、及び、一つの連繋インバータ装置を介して電気的に接続されている二つの自己システムに関して、目標周波数の高い方の自己システムから目標周波数の低い方の自己システムへ電力を供給するように連繋インバータ装置の動作を制御している。つまり、各自己システムの交流線での電力の周波数は蓄電装置の蓄電量を反映した値となっているので、連繋インバータ装置は、電気的に接続されている二つの自己システムに関して、各交流線の周波数を検出するだけで、何れの自己システムの蓄電装置の蓄電量が多いのかを知ることができる。そして、その検出した周波数の値の大小に応じて、各自己システム間で電力の融通を行うことで、各自己システムの蓄電装置の蓄電量の均等化を図ることができる。 Conventionally, a power supply system has been proposed that includes a plurality of self-systems having an AC line to which a plurality of power consumers are connected, a power storage device, and a self-supporting inverter device that connects the power storage device and the AC line. Has been. For example, a power supply system described in Patent Document 1 (International Publication No. 2010/103650) includes a power storage device included in one self-system and another one so that a plurality of self-systems are electrically connected in series. The inverter system which connects the alternating current line which one self system has is provided between self systems. Furthermore, each of the self-supporting inverter devices of the plurality of self-systems has a target frequency at which the voltage of the power on the AC line becomes the target voltage and the frequency of the power on the AC line is determined according to the amount of power stored in the power storage device. For two self-systems that are electrically connected via a single inverter device, power is transferred from the self-system with the higher target frequency to the self-system with the lower target frequency. The operation of the connected inverter device is controlled so as to be supplied. That is, since the frequency of the power on the AC line of each self system is a value reflecting the amount of power stored in the power storage device, the connected inverter device is connected to each AC line with respect to the two electrically connected self systems. It is possible to know which power storage amount of the power storage device of the self system is large only by detecting the frequency of. And according to the magnitude of the detected frequency value, it is possible to equalize the amount of power stored in the power storage device of each self system by performing power interchange between the self systems.
上述した従来の電力供給システムでは、自立インバータ装置は、交流線での電力の電圧及び周波数を所定の値とするために蓄電装置を用いている。つまり、自立インバータ装置が交流線での電力の電圧及び周波数を所定の値に制御している間、蓄電装置から交流線へ自立インバータ装置を介して電流が流れ出すことや、交流線から蓄電装置へ自立インバータ装置を介して電流が流れ込むことなどが発生する。
従来の電力供給システムでは、このような電力品質制御のために常時利用されている蓄電装置に対して、どのような充電を行えば良いのかは不明であった。
In the conventional power supply system described above, the self-supporting inverter device uses a power storage device to set the voltage and frequency of power on the AC line to predetermined values. That is, while the self-supporting inverter device controls the voltage and frequency of power on the AC line to predetermined values, current flows from the power storage device to the AC line via the self-supporting inverter device, or from the AC line to the power storage device. For example, current flows through the self-supporting inverter device.
In a conventional power supply system, it has been unclear what kind of charging should be performed on a power storage device that is constantly used for such power quality control.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電装置を用いて交流線の電力品質を維持する電力品質制御を行いながら蓄電装置への充電も行うことができる電力供給システムを提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to be able to charge the power storage device while performing power quality control for maintaining the power quality of the AC line using the power storage device. The point is to provide a supply system.
上記目的を達成するための本発明に係る電力供給システムの特徴構成は、複数の電力需要者が接続されている交流線と、蓄電装置と、前記蓄電装置と前記交流線との間を自己接続線を用いて接続する自立インバータ装置とを有する自己システムを複数個備え、
複数個の前記自己システムが電気的に直列接続されるように、一方の前記自己システムが有する前記蓄電装置と他方の前記自己システムが有する前記交流線との間を相互接続線を用いて接続する連繋インバータ装置を前記自己システム同士の間に備える電力供給システムであって、
前記相互接続線は、前記連繋インバータ装置と前記蓄電装置とを接続するための第1相互接続線と、前記連繋インバータ装置と前記交流線とを接続するための第2相互接続線とで構成され、
前記自己システムが有する前記交流線と外部の電源装置との間を電源接続線を用いて接続する切替装置と、
前記自立インバータ装置に対して第1電力品質制御を行わせ、及び、前記切替装置に対して第2電力品質制御を行わせ、及び、前記連繋インバータ装置に対して電力融通制御及び第1充電制御を行わせる制御装置とを備え、
前記電源接続線は、前記切替装置と前記電源装置とを接続するための第1電源接続線と、前記切替装置と前記交流線とを接続するための第2電源接続線とで構成され、
前記制御装置は、
前記第1充電制御として、一つの前記自己システムが有する一つの前記蓄電装置への充電開始条件が満たされたと判定すると、当該一つの蓄電装置に対して前記第1相互接続線を用いて接続されている前記連繋インバータ装置に対して、前記一つの蓄電装置への目標充電電力を、前記第2相互接続線から前記第1相互接続線へと供給させて前記一つの蓄電装置への充電を行わせ、
前記第1電力品質制御として、前記一つの自己システムにおいて前記一つの蓄電装置へ充電を行うための前記第1充電制御が行われていないとき、前記一つの自己システムが有する一つの前記自立インバータ装置に対して、前記一つの自己システムが有する前記一つの蓄電装置を用いて、前記一つの自己システムが有する一つの前記交流線での電力の電圧を目標電圧とし及び前記一つの交流線での電力の周波数を前記一つの蓄電装置の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせ、及び、
前記第2電力品質制御として、前記一つの自己システムにおいて前記一つの蓄電装置へ充電を行うための前記第1充電制御が行われているとき、前記一つの自己システムが有する前記一つの交流線に対して前記第2電源接続線を用いて接続されている前記切替装置に対して、前記電源装置を用いて、前記一つの自己システムが有する前記一つの交流線での電力の電圧を目標電圧とし及び前記一つの交流線での電力の周波数を前記一つの蓄電装置の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせ、及び、
前記電力融通制御として、前記相互接続線を用いて互いに接続されている特定の前記自己システムと別の前記自己システムとの間で当該相互接続線を用いて電力を融通するとき、当該相互接続線を構成する前記第1相互接続線と前記第2相互接続線との間に設けられる前記連繋インバータ装置に対して、当該特定の自己システム及び当該別の自己システムのそれぞれにおける前記交流線での前記目標周波数に基づいて、前記蓄電装置の蓄電量が相対的に大きい自己システムから、前記蓄電装置の蓄電量が相対的に小さい自己システムへと電力を融通させるように構成されている点にある。
In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the power supply system according to the present invention includes an AC line to which a plurality of power consumers are connected, a power storage device, and a self-connection between the power storage device and the AC line. A plurality of self-systems having a self-supporting inverter device connected using wires,
The power storage device of one of the self systems and the AC line of the other self system are connected using an interconnection line so that a plurality of the self systems are electrically connected in series. A power supply system comprising a connected inverter device between the self systems,
The interconnect line includes a first interconnect line for connecting the linked inverter device and the power storage device, and a second interconnect line for connecting the linked inverter device and the AC line. ,
A switching device for connecting between the AC line of the self-system and an external power supply device using a power connection line;
The first power quality control is performed on the independent inverter device, the second power quality control is performed on the switching device, and the power interchange control and the first charge control are performed on the connected inverter device. And a control device for performing
The power connection line is composed of a first power connection line for connecting the switching device and the power supply device, and a second power connection line for connecting the switching device and the AC line,
The controller is
As the first charging control, when it is determined that a charging start condition for one power storage device included in one self-system is satisfied, the first power connection device is connected to the one power storage device using the first interconnection line. The connected inverter device is supplied with target charging power for the one power storage device from the second interconnect line to the first interconnect line to charge the one power storage device. Let
As the first power quality control, when the first charge control for charging the one power storage device in the one self system is not performed, the one independent inverter device included in the one self system On the other hand, using the one power storage device of the one self-system, the power voltage of the one AC line of the one self-system is set as a target voltage and the power of the one AC line is To control the frequency of the target frequency determined according to the amount of power stored in the one power storage device, and
As the second power quality control, when the first charge control for charging the one power storage device is performed in the one self system, the one AC line of the one self system has On the other hand, with respect to the switching device connected using the second power supply connection line, using the power supply device, the voltage of power on the one AC line of the one self-system is set as a target voltage. And controlling the frequency of power on the one AC line to be a target frequency determined according to the amount of power stored in the one power storage device, and
As the power interchange control, when power is interchanged between the specific self-system connected to each other using the interconnect line and another self-system using the interconnect line, the interconnect line is used. For the connected inverter device provided between the first interconnection line and the second interconnection line that constitute the first interconnection line, the specific self system and the other self system in the alternating current line On the basis of the target frequency, the power is configured to be accommodated from the self system in which the power storage amount of the power storage device is relatively large to the self system in which the power storage amount of the power storage device is relatively small.
上記特徴構成によれば、自立インバータ装置が第1電力品質制御を行うことで、或いは、切替装置が第2電力品質制御を行うことで、交流線の電力の電圧及び周波数を所定の値に制御することができる。特に、第1電力品質制御及び第2電力品質制御では、交流線の電力の周波数が、蓄電装置の蓄電量に応じて決定される目標周波数となるように制御される。つまり、各自己システムの交流線での電力の周波数(目標周波数)には、蓄電装置の蓄電量に関する情報が与えられていることになる。その結果、蓄電装置の蓄電量が相対的に大きい自己システムから蓄電装置の蓄電量が相対的に小さい自己システムへ電力を融通させるための電力融通制御を行うとき、それぞれの自己システムの交流線での電力の周波数を見るだけで、何れの自己システムの蓄電装置の蓄電量が大きいのかを容易に判別できる。
加えて、制御装置は、一つの自己システムが有する一つの蓄電装置への充電開始条件が満たされたと判定すると、その一つの蓄電装置に対して第1相互接続線を用いて接続されている連繋インバータ装置に対して、一つの蓄電装置への目標充電電力を、第2相互接続線から第1相互接続線へと供給させて一つの蓄電装置への充電を行わせるという第1充電制御を行わせることができる。
更に、制御装置は、自己システムが有する蓄電装置へ充電を行うための第1充電制御が行われていないとき(即ち、その蓄電装置が第1充電制御で用いられていないとき)、その蓄電装置を用いて、自立インバータ装置による電力品質制御(第1電力品質制御)を行わせる。これに対して、制御装置は、自己システムが有する蓄電装置へ充電を行うための第1充電制御が行われているとき(即ち、その蓄電装置が第1充電制御で用いられているとき)、その蓄電装置を用いないで、切替装置による電力品質制御(第2電力品質制御)を行わせる。つまり、制御装置は、一つの自己システムが有する一つの蓄電装置が用いられているときと用いられていないときとで、その一つの自己システムが有する一つの交流線の電力品質制御のために用いる電源を異ならせる。このようにすることで、一つの自己システムにおいて、蓄電装置への目標充電電力の充電(第1充電制御)と、その自己システムが有する電力線の電力品質制御とを共に実施することができる。
According to the above characteristic configuration, the voltage and frequency of the AC line power are controlled to predetermined values by the independent inverter device performing the first power quality control or the switching device performing the second power quality control. can do. In particular, in the first power quality control and the second power quality control, control is performed so that the frequency of the AC line power becomes a target frequency determined according to the amount of power stored in the power storage device. That is, information on the amount of power stored in the power storage device is given to the frequency (target frequency) of power on the AC line of each self system. As a result, when performing power interchange control for accommodating power from a self-system with a relatively large amount of power stored in the power storage device to a self-system with a relatively small amount of power stored in the power storage device, the AC line of each self-system By simply looking at the frequency of the power, it can be easily determined which power storage amount of the power storage device of the own system is large.
In addition, when the control device determines that the charging start condition for one power storage device included in one self-system is satisfied, the control device is connected to the one power storage device using the first interconnection line. The first charging control is performed such that the inverter device is supplied with the target charging power for one power storage device from the second interconnect line to the first interconnect line to charge one power storage device. Can be made.
Further, when the first charging control for charging the power storage device included in the self system is not performed (that is, when the power storage device is not used in the first charge control), the control device has the power storage device. Is used to perform power quality control (first power quality control) by the independent inverter device. On the other hand, when the first charging control for charging the power storage device included in the self system is performed (that is, when the power storage device is used in the first charging control), the control device, The power quality control (second power quality control) by the switching device is performed without using the power storage device. In other words, the control device is used to control the power quality of one AC line of one self-system when one power storage device of one self-system is used or not. Use different power sources. By doing in this way, in one self system, charge of the target charging power to the power storage device (first charge control) and power quality control of the power line of the self system can be performed together.
本発明に係る電力供給システムの別の特徴構成は、複数の電力需要者が接続されている交流線と、蓄電装置と、前記蓄電装置と前記交流線との間を自己接続線を用いて接続する自立インバータ装置とを有する自己システムを複数個備え、
複数個の前記自己システムが電気的に直列接続されるように、一方の前記自己システムが有する前記蓄電装置と他方の前記自己システムが有する前記交流線との間を相互接続線を用いて接続する連繋インバータ装置を前記自己システム同士の間に備える電力供給システムであって、
前記相互接続線は、前記連繋インバータ装置と前記蓄電装置とを接続するための第1相互接続線と、前記連繋インバータ装置と前記交流線とを接続するための第2相互接続線とで構成され、
前記自己システムが有する前記交流線と外部の電源装置との間を電源接続線を用いて接続する切替装置と、
複数個の前記自己システムのうちの一つの前記自己システムが有する一つの前記蓄電装置と外部の電力系統との間を外部接続線を用いて接続する充電用インバータ装置と、
前記自立インバータ装置に対して第1電力品質制御を行わせ、及び、前記切替装置に対して第2電力品質制御を行わせ、及び、前記連繋インバータ装置に対して電力融通制御を行わせ、及び、前記充電用インバータ装置に対して第2充電制御を行わせる制御装置とを備え、
前記外部接続線は、前記充電用インバータ装置と前記電力系統とを接続するための第1外部接続線と、前記充電用インバータ装置と前記一つの蓄電装置とを接続するための第2外部接続線とで構成され、
前記電源接続線は、前記切替装置と前記電源装置とを接続するための第1電源接続線と、前記切替装置と前記交流線とを接続するための第2電源接続線とで構成され、
前記制御装置は、
前記第2充電制御として、前記充電用インバータ装置に対して前記第2外部接続線を用いて接続されている前記一つの蓄電装置への充電開始条件が満たされたと判定すると、前記充電用インバータ装置に対して、前記一つの蓄電装置への目標充電電力を、前記第1外部接続線から前記第2外部接続線へと供給させて前記一つの蓄電装置への充電を行わせ、
前記第1電力品質制御として、前記一つの自己システムにおいて前記一つの蓄電装置へ充電を行うための前記第2充電制御が行われていないとき、前記一つの自己システムが有する一つの前記自立インバータ装置に対して、前記一つの自己システムが有する前記一つの蓄電装置を用いて、前記一つの自己システムが有する一つの前記交流線での電力の電圧を目標電圧とし及び前記一つの交流線での電力の周波数を前記一つの蓄電装置の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせ、
前記第2電力品質制御として、前記一つの自己システムにおいて前記一つの蓄電装置へ充電を行うための前記第2充電制御が行われているとき、前記一つの自己システムが有する前記一つの交流線に対して前記第2電源接続線を用いて接続されている前記切替装置に対して、前記電源装置を用いて、前記一つの自己システムが有する一つの前記交流線での電力の電圧を目標電圧とし及び前記一つの交流線での電力の周波数を前記一つの蓄電装置の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせ、
前記電力融通制御として、前記相互接続線を用いて互いに接続されている特定の前記自己システムと別の前記自己システムとの間で当該相互接続線を用いて電力を融通するとき、当該相互接続線を構成する前記第1相互接続線と前記第2相互接続線との間に設けられる前記連繋インバータ装置に対して、当該特定の自己システム及び当該別の自己システムのそれぞれにおける前記交流線での前記目標周波数に基づいて、前記蓄電装置の蓄電量が相対的に大きい自己システムから、前記蓄電装置の蓄電量が相対的に小さい自己システムへと電力を融通させるように構成されている点にある。
Another characteristic configuration of the power supply system according to the present invention includes an AC line to which a plurality of power consumers are connected, a power storage device, and a connection between the power storage device and the AC line using a self-connection line. A plurality of self-systems having a self-standing inverter device
The power storage device of one of the self systems and the AC line of the other self system are connected using an interconnection line so that a plurality of the self systems are electrically connected in series. A power supply system comprising a connected inverter device between the self systems,
The interconnect line includes a first interconnect line for connecting the linked inverter device and the power storage device, and a second interconnect line for connecting the linked inverter device and the AC line. ,
A switching device for connecting between the AC line of the self-system and an external power supply device using a power connection line;
An inverter device for charging that uses an external connection line to connect one power storage device of one of the plurality of self systems and an external power system; and
Causing the independent inverter device to perform a first power quality control; causing the switching device to perform a second power quality control; and allowing the connected inverter device to perform a power interchange control; and A control device for causing the charging inverter device to perform a second charging control,
The external connection line includes a first external connection line for connecting the charging inverter device and the power system, and a second external connection line for connecting the charging inverter device and the one power storage device. And consists of
The power connection line is composed of a first power connection line for connecting the switching device and the power supply device, and a second power connection line for connecting the switching device and the AC line,
The controller is
When it is determined that the charging start condition for the one power storage device connected to the charging inverter device using the second external connection line is satisfied as the second charging control, the charging inverter device In contrast, the target charging power to the one power storage device is supplied from the first external connection line to the second external connection line to charge the one power storage device,
As the first power quality control, when the second charge control for charging the one power storage device is not performed in the one self system, the one independent inverter device included in the one self system On the other hand, using the one power storage device of the one self-system, the power voltage of the one AC line of the one self-system is set as a target voltage and the power of the one AC line is To control the frequency of the target frequency determined according to the amount of power stored in the one power storage device,
As the second power quality control, when the second charging control for charging the one power storage device in the one self system is performed, the one AC line of the one self system On the other hand, for the switching device connected using the second power supply connection line, the power supply device is used to set the voltage of power on one AC line of the one self-system as a target voltage. And control to set the frequency of power on the one AC line as a target frequency determined according to the amount of power stored in the one power storage device,
As the power interchange control, when power is interchanged between the specific self-system connected to each other using the interconnect line and another self-system using the interconnect line, the interconnect line is used. For the connected inverter device provided between the first interconnection line and the second interconnection line that constitute the first interconnection line, the specific self system and the other self system in the alternating current line On the basis of the target frequency, the power is configured to be accommodated from the self system in which the power storage amount of the power storage device is relatively large to the self system in which the power storage amount of the power storage device is relatively small.
上記特徴構成によれば、自立インバータ装置が第1電力品質制御を行うことで、或いは、切替装置が第2電力品質制御を行うことで、交流線の電力の電圧及び周波数を所定の値に制御することができる。特に、第1電力品質制御及び第2電力品質制御では、交流線の電力の周波数が、蓄電装置の蓄電量に応じて決定される目標周波数となるように制御される。つまり、各自己システムの交流線での電力の周波数(目標周波数)には、蓄電装置の蓄電量に関する情報が与えられていることになる。その結果、蓄電装置の蓄電量が相対的に大きい自己システムから蓄電装置の蓄電量が相対的に小さい自己システムへ電力を融通させるための電力融通制御を行うとき、それぞれの自己システムの交流線での電力の周波数を見るだけで、何れの自己システムの蓄電装置の蓄電量が大きいのかを容易に判別できる。
加えて、制御装置は、充電用インバータ装置に対して第2外部接続線を用いて接続されている一つの蓄電装置への充電開始条件が満たされたと判定すると、充電用インバータ装置に対して、一つの蓄電装置への目標充電電力を、第1外部接続線から第2外部接続線へと供給させて一つの蓄電装置への充電を行わせるという第2充電制御を行わせることができる。
更に、制御装置は、自己システムが有する蓄電装置へ充電を行うための第2充電制御が行われていないとき(即ち、その蓄電装置が第2充電制御で用いられていないとき)、その蓄電装置を用いて、自立インバータ装置による電力品質制御(第1電力品質制御)を行わせる。これに対して、制御装置は、自己システムが有する蓄電装置へ充電を行うための第2充電制御が行われているとき(即ち、その蓄電装置が第2充電制御で用いられているとき)、その蓄電装置を用いないで、切替装置による電力品質制御(第2電力品質制御)を行わせる。つまり、制御装置は、一つの自己システムが有する一つの蓄電装置が用いられているときと用いられていないときとで、その一つの自己システムが有する一つの交流線の電力品質制御のために用いる電源を異ならせる。このようにすることで、一つの自己システムにおいて、蓄電装置への目標充電電力の充電(第2充電制御)と、その自己システムが有する電力線の電力品質制御とを共に実施することができる。
According to the above characteristic configuration, the voltage and frequency of the AC line power are controlled to predetermined values by the independent inverter device performing the first power quality control or the switching device performing the second power quality control. can do. In particular, in the first power quality control and the second power quality control, control is performed so that the frequency of the AC line power becomes a target frequency determined according to the amount of power stored in the power storage device. That is, information on the amount of power stored in the power storage device is given to the frequency (target frequency) of power on the AC line of each self system. As a result, when performing power interchange control for accommodating power from a self-system with a relatively large amount of power stored in the power storage device to a self-system with a relatively small amount of power stored in the power storage device, the AC line of each self-system By simply looking at the frequency of the power, it can be easily determined which power storage amount of the power storage device of the own system is large.
In addition, when the control device determines that the charging start condition for one power storage device connected to the charging inverter device using the second external connection line is satisfied, for the charging inverter device, It is possible to perform the second charging control in which the target charging power for one power storage device is supplied from the first external connection line to the second external connection line to charge one power storage device.
Further, when the second charging control for charging the power storage device included in the self system is not performed (that is, when the power storage device is not used in the second charge control), the control device has the power storage device. Is used to perform power quality control (first power quality control) by the independent inverter device. In contrast, when the second charging control for charging the power storage device included in the self-system is performed (that is, when the power storage device is used in the second charging control), The power quality control (second power quality control) by the switching device is performed without using the power storage device. In other words, the control device is used to control the power quality of one AC line of one self-system when one power storage device of one self-system is used or not. Use different power sources. By doing in this way, in one self system, charge of the target charging power to the power storage device (second charge control) and power quality control of the power line of the self system can be performed together.
本発明に係る電力供給システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記蓄電装置を構成する複数のセルによる合計電圧が基準電圧未満のとき、前記蓄電装置への前記目標充電電力を、前記合計電圧と一定の基準電流との積によって導出する定電流充電を行い、前記合計電圧が前記基準電圧以上のとき、前記蓄電装置への前記目標充電電力を、前記基準電圧と目標充電電流との積によって導出する定電圧充電を行い、前記目標充電電流を、前記一定の基準電流を初期値とし、時間経過と共に電流を減少させる電流曲線によって決定し、前記電流曲線を、前記蓄電装置を構成するセルの劣化度合い及び温度の少なくとも何れか一方に基づいて決定する点にある。 Still another characteristic configuration of the power supply system according to the present invention is that, when the total voltage by a plurality of cells constituting the power storage device is less than a reference voltage, the control device supplies the target charging power to the power storage device, Constant current charging derived by the product of the total voltage and a constant reference current is performed, and when the total voltage is equal to or higher than the reference voltage, the target charging power to the power storage device is expressed as the reference voltage and the target charging current. The target charging current is determined by a current curve that decreases the current with the lapse of time using the constant reference current as an initial value, and the current curve is configured as the power storage device. The determination is based on at least one of the degree of deterioration of the cell and the temperature.
上記特徴構成によれば、複数のセルによる合計電圧が基準電圧未満である状態、即ち、複数のセルによる合計の蓄電量が相対的に小さい状態では、相対的に大きな一定の基準電流を流すという定電流充電を行うことで、急速に充電を行うことができる。これに対して、複数のセルによる合計電圧が基準電圧以上である状態、即ち、複数のセルによる合計の蓄電量が相対的に大きい状態では、上記基準電流を初期値として時間経過と共に電流を減少させるという定電圧充電を行うことで、過充電を抑制できる。
更に、電流曲線は、実際のセルの劣化度合い、及び、セルの劣化の進行し易さに関係するセルの温度の少なくとも何れか一方に応じて決定されるので、充電時におけるセルの劣化を抑制するような設定が可能となる。
According to the above characteristic configuration, in a state where the total voltage by the plurality of cells is less than the reference voltage, that is, in a state where the total amount of electricity stored by the plurality of cells is relatively small, a relatively large constant reference current is passed. Charging can be performed rapidly by performing constant current charging. On the other hand, in a state where the total voltage by the plurality of cells is equal to or higher than the reference voltage, that is, in a state in which the total amount of electricity stored by the plurality of cells is relatively large, the current decreases with the passage of time using the reference current as the initial value Overcharge can be suppressed by performing constant voltage charging.
Furthermore, since the current curve is determined according to at least one of the actual cell deterioration degree and the cell temperature related to the ease of cell deterioration, the cell deterioration during charging is suppressed. It is possible to set to
本発明に係る電力供給システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記蓄電装置を構成する複数のセルのセル電圧のうちの最高セル電圧と目標充電電流との関係式に基づいて、現在の前記最高セル電圧に対応する目標充電電流を決定し、当該目標充電電流と前記蓄電装置を構成する複数のセルによる合計電圧との積を、前記蓄電装置への前記目標充電電力として導出し、前記関係式では、前記最高セル電圧が高くなるほど、前記目標充電電流が小さくなる関係が設定されている点にある。 Still another characteristic configuration of the power supply system according to the present invention is that the control device is based on a relational expression between the highest cell voltage and the target charging current among the cell voltages of the plurality of cells constituting the power storage device. A target charging current corresponding to the current highest cell voltage is determined, and a product of the target charging current and a total voltage of a plurality of cells constituting the power storage device is derived as the target charging power to the power storage device. In the relational expression, there is a relation that the target charging current decreases as the maximum cell voltage increases.
上記特徴構成によれば、目標充電電流と複数のセルによる合計電圧との積を目標充電電力とするとき、その目標充電電流は、最高セル電圧が高くなるほど目標充電電流が小さくなる関係が設定されている関係式に従って決定される。つまり、複数のセルのうち、セル電圧が最高となっているセル(最高セル電圧のセル)は、蓄電量が最大となっているセルであるので、そのセルに対する過充電の抑制を目的にしながら、全セルに対して充電が行われる。 According to the above characteristic configuration, when the product of the target charging current and the total voltage of a plurality of cells is used as the target charging power, the target charging current is set such that the target charging current decreases as the maximum cell voltage increases. It is determined according to the relational expression. In other words, among the plurality of cells, the cell with the highest cell voltage (the cell with the highest cell voltage) is the cell with the largest amount of power storage, and is intended to suppress overcharging of the cell. All the cells are charged.
本発明に係る電力供給システムの更に別の特徴構成は、前記蓄電装置は、複数のセルユニットによって構成され、前記セルユニットは、セル本体部、及び、当該セル本体部と並列接続されて、前記セルユニットに流れる電流のうち、前記セル本体部をバイパスして流すバイパス電流の量を調節するバイパス回路部を有し、前記制御装置は、前記蓄電装置への前記目標充電電力の充電を行わせるとき、前記セル本体部の蓄電量が基準蓄電量未満のとき、仮充電電流としての一定の基準電流が定められ、且つ、前記セル本体部の蓄電量が前記基準蓄電量以上のとき、前記セル本体部の蓄電量が大きくなるにつれて小さくなる仮充電電流が定められている関係式を用いて、前記複数のセルユニット毎に前記セル本体部の蓄電量に応じた仮充電電流を決定し、前記複数のセルユニット毎の前記仮充電電流のうちの最も小さい仮充電電流に、前記バイパス電流の上限値である上限バイパス電流を加算して導出される第1の仮目標充電電流と、前記複数のセルユニット毎の前記仮充電電流のうちの最も大きい仮充電電流である第2の仮目標充電電流とを比較して、両者のうちの小さい方の前記仮目標充電電流を前記複数のセルユニット毎に流す目標充電電流として決定し、前記複数のセルユニット毎に前記目標充電電流を供給すると共に、前記複数のセルユニットのそれぞれでは、前記セルユニットに供給される前記目標充電電流のうち、前記セル本体部の蓄電量に応じて決定される前記仮充電電流を上回る分の電流を前記バイパス回路部に流し、その他の分の電流を前記セル本体部に流し、前記蓄電装置を構成する前記複数のセルユニット毎に流す前記目標充電電流の合計である合計電流と前記蓄電装置を構成する前記複数のセルユニットによる合計電圧との積を前記目標充電電力とするように構成されている点にある。 Still another characteristic configuration of the power supply system according to the present invention is that the power storage device includes a plurality of cell units, and the cell unit is connected in parallel to the cell main body and the cell main body, A bypass circuit unit that adjusts an amount of bypass current that flows by bypassing the cell main body portion of the current flowing through the cell unit, and the control device charges the power storage device with the target charging power. When the charged amount of the cell main body is less than the reference charged amount, a constant reference current as a temporary charging current is determined, and when the charged amount of the cell main body is equal to or greater than the reference charged amount, the cell Using a relational expression that defines a temporary charging current that decreases as the amount of electricity stored in the main body increases, a temporary charging current corresponding to the amount of electricity stored in the cell main body is determined for each of the plurality of cell units. A first temporary target charging current derived by adding an upper limit bypass current that is an upper limit value of the bypass current to the smallest temporary charging current among the temporary charging currents for each of the plurality of cell units; Comparing the second temporary target charging current, which is the largest temporary charging current among the temporary charging currents of each of the plurality of cell units, and determining the smaller temporary target charging current of the plurality of the plurality of cell units. And determining the target charging current to flow for each cell unit, supplying the target charging current for each of the plurality of cell units, and each of the plurality of cell units includes the target charging current supplied to the cell unit. Among them, the amount of current exceeding the temporary charging current determined according to the amount of electricity stored in the cell body portion is passed through the bypass circuit portion, the other portion of the current is passed through the cell body portion, A product of a total current, which is a sum of the target charging currents flowing for each of the plurality of cell units constituting the power storage device, and a total voltage of the plurality of cell units constituting the power storage device is used as the target charging power. It is in the point which is comprised.
蓄電装置が有する複数のセル本体部での蓄電量にアンバランスが生じている場合、例えば、蓄電量が相対的に大きいセル本体部には相対的に小さい充電電流を流し、蓄電量が相対的に小さいセル本体部には相対的に大きい充電電流を流すことが、そのアンバランスを解消するために好ましい。
そこで、本特徴構成では、セルユニットには、セル本体部と並列接続されて、そのセルユニットに流れる電流のうち、セル本体部をバイパスして流すバイパス電流の量を調節するバイパス回路部を設けている。つまり、セルユニットに流れる目標充電電流の少なくとも一部をバイパス回路部に流すことができるので、複数のセルユニットのそれぞれに流す目標充電電流は同じであっても、各セルユニット内でそのセル本体部に流す充電電流を異ならせることができる。
更に、セル本体部の蓄電量に応じた仮充電電流を決定した上で、複数のセルユニット毎の仮充電電流のうちの最も小さい仮充電電流に上限バイパス電流を加算して導出される第1の仮目標充電電流と、複数のセルユニット毎の仮充電電流のうちの最も大きい仮充電電流である第2の仮目標充電電流とを比較して、両者のうちの小さい方の仮目標充電電流を複数のセルユニット毎に流す目標充電電流として決定している。つまり、各セルユニットに供給される目標充電電流は、最大でも、自身にとっての仮充電電流と上限バイパス電流との和であるので、バイパス回路部に上限バイパス電流を上回る電流を流さないようにでき、且つ、セル本体部に自身にとっての仮充電電流を上回る電流を流さないようにできる。
When there is an imbalance in the amount of electricity stored in a plurality of cell body parts of the electricity storage device, for example, a relatively small charge current is passed through the cell body part having a relatively large amount of electricity stored, and the amount of electricity stored is relatively In order to eliminate the imbalance, it is preferable to flow a relatively large charging current through the small cell body.
Therefore, in this feature configuration, the cell unit is provided with a bypass circuit unit that is connected in parallel with the cell body unit and adjusts the amount of bypass current that flows by bypassing the cell body unit among the currents flowing through the cell unit. ing. That is, since at least a part of the target charging current flowing through the cell unit can be passed through the bypass circuit unit, even if the target charging current flowing through each of the plurality of cell units is the same, the cell body within each cell unit. The charging current flowing through the part can be made different.
Furthermore, after determining the temporary charging current according to the amount of electricity stored in the cell main body, the first charging current is derived by adding the upper limit bypass current to the smallest temporary charging current among the temporary charging currents for each of the plurality of cell units. Are compared with the second temporary target charging current which is the largest temporary charging current among the temporary charging currents for each of the plurality of cell units, and the smaller temporary target charging current of the two is compared. Is determined as a target charging current for each cell unit. In other words, the target charging current supplied to each cell unit is the sum of the temporary charging current and the upper limit bypass current for itself, so that no current exceeding the upper limit bypass current can flow in the bypass circuit section. In addition, it is possible to prevent a current exceeding the temporary charging current for the cell body from flowing through the cell main body.
本発明に係る電力供給システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、設定時刻に到達すると前記充電開始条件が満たされたと判定する点にある。 Yet another characteristic configuration of the power supply system according to the present invention is that the control device determines that the charging start condition is satisfied when a set time is reached.
上記特徴構成によれば、設定時刻において定期的に充電開始条件が満たされたと判定して、蓄電装置の充電を行うことができる。例えば、1日の中で電力需要が増大する時間帯の前に上記設定時刻を設定しておけば、電力需要が増大する時間帯に先立って充電開始条件が満たされたと判定されて、蓄電装置への蓄電が行われる。その結果、電力需要が増大する時間帯に先立って、電力需要者に対する電力の供給余力を大きくしておくことができる。 According to the above characteristic configuration, it is possible to charge the power storage device by determining that the charging start condition is periodically satisfied at the set time. For example, if the set time is set before the time period in which the power demand increases during the day, it is determined that the charging start condition is satisfied prior to the time period in which the power demand increases, and the power storage device Is stored. As a result, it is possible to increase the power supply capacity for the power consumer prior to the time period when the power demand increases.
本発明に係る電力供給システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記蓄電装置の蓄電量が下限蓄電量未満になると前記充電開始条件が満たされたと判定する点にある。 Still another characteristic configuration of the power supply system according to the present invention is that the control device determines that the charging start condition is satisfied when a power storage amount of the power storage device becomes less than a lower limit power storage amount.
上記特徴構成によれば、蓄電装置の蓄電量が下限蓄電量未満になったタイミング、即ち、蓄電装置から電力需要者に対する電力の供給余力が低下したタイミングで充電開始条件が満たされたと判定して、蓄電装置への充電を行うことができる。 According to the above characteristic configuration, it is determined that the charging start condition is satisfied at a timing when the amount of power stored in the power storage device becomes less than the lower limit power storage amount, that is, at a timing when the power supply capacity from the power storage device to the power consumer decreases. The power storage device can be charged.
<第1実施形態>
以下に図面を参照して第1実施形態の電力供給システムの構成について説明する。
図1は、第1実施形態の電力供給システムの構成を示す図である。この電力供給システムは、複数の電力需要者Dが接続されている交流線1と、蓄電装置4と、蓄電装置4と交流線1との間を自己接続線2を用いて接続する自立インバータ装置5とを有する自己システム10を複数個備え、複数個の自己システム10が電気的に直列接続されるように、一つの自己システム10が有する蓄電装置4と他の一つの自己システム10が有する交流線1との間を相互接続線3を用いて接続する連繋インバータ装置9を自己システム10同士の間に備える。
また、電力供給システムは、自己システム10が有する交流線1と外部の電源装置30との間を電源接続線32を用いて接続する切替装置31と、自立インバータ装置5に対して第1電力品質制御を行わせ、及び、切替装置31に対して第2電力品質制御を行わせ、及び、連繋インバータ装置9に対して電力融通制御及び第1充電制御を行わせる制御装置Cとを備える。
図1では、自己システム10A(10)と自己システム10B(10)と自己システム10C(10)という二つの自己システム10が連繋インバータ装置9を介して接続されている状態を例示しているが、電力供給システムが備える自己システム10の数に制限は無い。
<First Embodiment>
The configuration of the power supply system according to the first embodiment will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power supply system according to the first embodiment. This power supply system includes an
In addition, the power supply system has a first power quality with respect to the
FIG. 1 illustrates a state where two
自己接続線2は、自立インバータ装置5と蓄電装置4とを接続するための第1自己接続線2a(2)と、自立インバータ装置5と交流線1とを接続するための第2自己接続線2b(2)とで構成される。
相互接続線3は、連繋インバータ装置9と蓄電装置4とを接続するための第1相互接続線3a(3)と、連繋インバータ装置9と交流線1とを接続するための第2相互接続線3b(3)とで構成される。
電源接続線32は、切替装置31と電源装置30とを接続するための第1電源接続線32a(32)と、切替装置31と交流線1とを接続するための第2電源接続線32b(32)とで構成される。
Self-connecting
The
The
電力需要者Dは、交流線1から供給される電力を消費する電力消費装置6を有する。或いは、電力需要者Dは、電力消費装置6に加えて、発電装置7を有してもよい。電力消費装置6としては、例えば照明装置や空調装置などの一般的な装置だけでなく、その動作のために電力を消費する様々な装置を利用できる。発電装置7としては、太陽光や風力などの自然エネルギを利用して発電する太陽光発電装置や風力発電装置や、燃料を利用して発電する燃料電池などの様々な装置を利用できる。尚、図1に示すように、自己システム10において、交流線1に発電装置7が単体で接続される場合もある。また、交流線1に接続される電力需要者Dの数や、その電力需要者Dが備える電力消費装置6や発電装置7の数や組み合わせは図示した例に限定されない。
The power consumer D has a
蓄電装置4は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛電池などの蓄電池(化学電池)を利用できる。
The
自立インバータ装置5及び連繋インバータ装置9は、入力される電力を、所望の電圧、周波数、位相の電力に変換して出力できる電力変換装置である。例えば、自立インバータ装置5及び連繋インバータ装置9は、半導体スイッチング素子などを有する回路部(図示せず)、及び、その半導体スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部(図示せず)などで構成される。そして、それらの半導体スイッチング素子のオン・オフが切り換えられることで、入力電力から出力電力への電力変換動作が行われる。
The self-supporting
各自己システム10が有する交流線1には、電源装置30が、切替装置31を介して接続されている。切替装置31は、上記自立インバータ装置5及び連繋インバータ装置9と同様に、電源装置30を用いて、交流線1の電力の周波数及び電圧及び位相を調節することができる電力変換装置としても機能できる。電源装置30としては、継続的に電力を供給できる発電装置を利用できる。或いは、電源装置30として、電力の供給事業を行っている電力会社などがその電力供給のために利用している電力系統を利用することもできる。図1では、各自己システム10に接続されている電源装置30を独立した別個の装置として描いているが、それらの一部又は全部は同一の電源装置30であってもよい。
A
制御装置Cは、上記自立インバータ装置5及び上記連繋インバータ装置9の動作を制御可能な装置である。例えば、制御装置Cは、情報の入出力機能及び記憶機能及び演算処理機能などを有する装置である。尚、制御装置Cの機能は、自立インバータ装置5及び連繋インバータ装置9の夫々が有する制御部(図示せず)の何れか一つがマスター制御部として機能し、他の制御部がマスター制御部と情報通信を行いながらスレーブ制御部として機能することにより実現することができる。或いは、制御装置Cの機能は、自立インバータ装置5及び連繋インバータ装置9の夫々が有する制御部(図示せず)とは別に設けられ、それらの制御部と情報通信可能に構成されるマスター制御部によって実現することができる。
The control device C is a device capable of controlling operations of the self-supporting
そして、制御装置Cは、それぞれの自己システム10内での電力品質制御と、複数の自己システム10の間での電力融通制御とを行う。電力品質制御は、自己システム10の交流線1での電力の品質を一定に保つことを目的とする制御である。電力融通制御は、各自己システム10の蓄電装置4の蓄電量の均等化を目的とする制御である。
Then, the control device C performs power quality control in each
電力品質制御について補足すると、交流線1の電力は、電力需要者Dの電力消費装置6によって消費されるが、電力消費装置6は、通常、この電力供給システムとは別の外部の商用電力系統から供給される電力によって動作することを前提としている。つまり、電力消費装置6は、商用電力系統から供給される電力の周波数に応じて動作するように設計されている。そのため、電力消費装置6に対して供給される電力の周波数が異なれば、厳密にはそれらの装置の動作も異なってしまう。従って、それぞれの自己システム10の交流線1での電力の周波数を所定範囲内に保つという電力品質制御を行う必要がある。
Supplementing the power quality control, the power of the
そこで、電力品質制御として、制御装置Cは、一つの自己システム10が有する自立インバータ装置5に対して、或いは、一つの自己システム10が有する交流線1と外部の電源装置30との間を電源接続線32を用いて接続する切替装置31に対して、その一つの自己システム10が有する交流線1での電力の電圧を目標電圧とし及びその交流線1での電力の周波数をその自己システム10の蓄電装置4の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせる。蓄電装置4の蓄電量についての情報は、蓄電装置4から自立インバータ装置5或いは切替装置31に対して伝達されてもよいし、或いは、蓄電装置4から制御装置Cに伝達され、更に制御装置Cから自立インバータ装置5或いは切替装置31に対して伝達されるように構成されてもよい。
Therefore, as power quality control, the control device C supplies power to the
例えば、一つの自己システム10において、発電装置7から交流線1への供給電力が、交流線1からの電力消費装置6による受電電力(負荷電力)よりも少ない状態(即ち、交流線1が負荷過多の状態)であるとき、交流線1の電力の電圧は目標電圧より小さくなる。その場合、制御装置Cは、自立インバータ装置5から交流線1へ電力を供給させることで(即ち、蓄電装置4側から自立インバータ装置5を介して交流線1への放電を行わせることで)、交流線1での電圧を上昇させるような電力品質制御(第1電力品質制御)を行う。或いは、切替装置31が電力品質制御を行う場合、制御装置Cは、切替装置31から交流線1へ電力を供給させることで(即ち、外部の電源装置30側から切替装置31を介して交流線1への放電を行わせることで)、交流線1での電圧を上昇させるような電力品質制御(第2電力品質制御)を行う。
これに対して、一つの自己システム10において、発電装置7から交流線1への供給電力が、交流線1からの電力消費装置6による受電電力よりも多い状態(即ち、交流線1が発電過多の状態)であるとき、交流線1の電力の電圧は目標電圧より大きくなる。その場合、制御装置Cは、交流線1から自立インバータ装置5へと電力を引き込むことで(即ち、交流線1から自立インバータ装置5を介して蓄電装置4側へ充電を行わせることで)、交流線1での電圧を低下させるような電力品質制御(第1電力品質制御)を行う。或いは、切替装置31が電力品質制御を行う場合、制御装置Cは、交流線1から切替装置31へと電力を引き込むことで(即ち、交流線1から切替装置31を介して外部の電源装置30側へ充電を行わせることで)、交流線1での電圧を低下させるような電力品質制御(第2電力品質制御)を行う。
For example, in one self-
On the other hand, in one self-
電力融通制御について補足すると、各自己システム10で、交流線1の電力品質を維持する機能が、蓄電装置4を利用した自立インバータ装置5の電力品質制御によって担われる場合、その電力品質制御が実施されることで蓄電装置4の蓄電量がどの程度増減するのかは、複数の自己システム10の間で様々である。そのため、時間経過に伴って、各自己システム10の蓄電装置4の蓄電量に差異が生じることがある。このような場合、蓄電装置4の蓄電量が多い自己システム10から、蓄電装置4の蓄電量が少ない自己システム10へ、電力の融通を行うことができれば、各自己システム10間での蓄電装置4の蓄電量の均等化のために好ましい。
Supplementing the power interchange control, when the function of maintaining the power quality of the
そこで、電力融通制御として、制御装置Cは、一つの自己システム10と他の自己システム10との間で相互接続線3を用いて電力を融通するとき、当該相互接続線3を構成する第1相互接続線3a(3)と第2相互接続線3b(3)との間に設けられる連繋インバータ装置9に対して、当該一つの自己システム10及び当該他の自己システム10のそれぞれにおける交流線1での目標周波数に基づいて、蓄電装置4の蓄電量が相対的に大きい自己システム10から、蓄電装置4の蓄電量が相対的に小さい自己システム10へと電力を融通させる。
Therefore, as power interchange control, when the control device C uses the
例えば、図1に示したように、一つの連繋インバータ装置9を介して電気的に接続されて互いに隣接している二つの自己システム10A、10Bに関して、その一つの連繋インバータ装置9は、それぞれの蓄電装置4の蓄電量に応じて決定されている目標周波数に基づいて、蓄電装置4の蓄電量が相対的に大きい自己システム10から、蓄電装置4の蓄電量が相対的に小さい自己システム10へと電力を融通する。具体的には、連繋インバータ装置9は、自己システム10Aの交流線1の周波数fAに関する情報と、自己システム10Bの交流線1の周波数fBに関する情報とを取得してそれらの値を比較し、その周波数の比較により判明する、蓄電装置4の蓄電量が相対的に大きい自己システム10から、蓄電装置4の蓄電量が相対的に小さい自己システム10へと電力を融通する。ここで、連繋インバータ装置9が取得する交流線1の周波数に関する情報は、各自己システム10A、10Bの交流線1での実際の電力の周波数(=目標周波数)を検出して得た値であってもよく、或いは、後述のようにしてその目標周波数を決定する自立インバータ装置5(又は切替装置31)から伝達される目標周波数値であってもよい。
For example, as shown in FIG. 1, with respect to two self-
次に、上述した電力品質制御において、目標周波数がどのようにして決定されるのかを説明する。尚、以下の説明では自立インバータ装置5が目標周波数を決定する例を説明するが、切替装置31の場合も同様であるのでその説明については省略する。
本実施形態では、自立インバータ装置5は、交流線1での電力の周波数が蓄電装置4の蓄電量が大きくなるにつれて高くなる関係で決定される目標周波数となるように制御する。この関係式の例としては、蓄電装置4の蓄電量の関数で決定する周波数変動値(例えば蓄電量が大きいほど周波数変動値が大きくなる関係など)を交流線1の基準周波数(例えば60Hz)に対して加算して得られる値を目標周波数とするようなものがある。この場合、目標周波数:fと、基準周波数:f0と、周波数変動値:Δfとの関係は以下の(数式1)で表すことができる。また、周波数変動分:Δfは、蓄電量(State Of Charge):〔SOC〕と定数A、Bを用いて以下の(数式2)で表すことができる。
Next, how the target frequency is determined in the power quality control described above will be described. In the following description, an example in which the self-supporting
In the present embodiment, the self-supporting
f=f0+Δf ・・・・・・・・・・(数式1)
Δf=A×〔SOC〕+B ・・・・・(数式2)
f = f0 + Δf (Equation 1)
Δf = A × [SOC] + B (Formula 2)
自立インバータ装置5は、蓄電装置4の蓄電量が大きくなるほど交流線1の目標周波数が大きくなるような上記関係式を予め内部メモリなどに記憶しておき、その関係式に従った制御を行う。このように、交流線1の実際の周波数(即ち、目標周波数)は、その交流線1に自立インバータ装置5を介して接続されている蓄電装置4の蓄電量が反映されていることになる。
The
次に、蓄電装置4へ充電を行う第1充電制御について説明する。
図2は、蓄電装置4の概略的な構造を示す図である。図示するように、蓄電装置4は、複数のセル4aを直列接続及び並列接続して構成されている。尚、図2に示した蓄電装置4の構造は例示目的で記載したものであり、適宜変更可能である。例えば、セル4aの直列接続数及び並列接続数は適宜変更可能である。また、本実施形態の蓄電装置4は、各セル4aの電圧及び温度などを検出するセル管理ユニット4bと、全セルを流れる電流を計測する電流センサ4cと、電流センサ4c及びセル管理ユニット4bからの情報に基づいて蓄電装置4の状態(例えば、上述した蓄電量:SOC)を判定する制御ユニット4dとを備える。
Next, the 1st charge control which charges the
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic structure of the
セル管理ユニット4bは、各セル4aの電圧を測定する電圧測定手段4bvとしての機能、及び、各セル4aの温度を検出する温度測定手段4btとしての機能を有している。
また、制御ユニット4dは、電流センサ4cで測定される電流についての情報と、電圧測定手段4bv(セル管理ユニット4b)で測定される電圧についての情報とを得ることができるので、結果として蓄電装置4の内部抵抗を導出することができる。蓄電装置4の劣化が有る(劣化の進行度合いが大きい)場合、その内部抵抗は大きくなる。つまり、制御ユニット4dは、上述のように導出した蓄電装置4の内部抵抗についての情報に基づいて、蓄電装置4の劣化度合いを知ることができる。
The
Further, the
セル管理ユニット4bが得た各セル4aの電圧及び温度についての情報や、電流センサ4cで測定された電流についての情報は、制御ユニット4dに伝達される。更に、必要に応じて蓄電装置4から制御装置Cへと伝達される。また、蓄電装置4の内部抵抗についての情報(蓄電装置4の劣化度合いについての情報)も、必要に応じて蓄電装置4から制御装置Cへと伝達される。
Information on the voltage and temperature of each
図1には、電力供給システムで行われる第1充電制御の実行状態についても示している。具体的には、図1では、自己システム10Cにおいて第1充電制御が行われている状態を示している。この第1充電制御において、制御装置Cは、一つの自己システム10Cが有する一つの蓄電装置4への充電開始条件が満たされたと判定すると、その自己システム10Cが有する一つの蓄電装置4に対して第1相互接続線3aを用いて接続されている連繋インバータ装置9に対して、その自己システム10Cが有する一つの蓄電装置4への目標充電電力Paを、第2相互接続線3bから第1相互接続線3aへと供給させてその一つの蓄電装置4への充電を行わせる。尚、本実施形態では、図1中に示す電力Pa,Pbについて、図中に矢印で示す方向を正の方向としている。
FIG. 1 also shows the execution state of the first charging control performed in the power supply system. Specifically, FIG. 1 shows a state in which the first charging control is performed in the
加えて、制御装置Cは、第1電力品質制御として、一つの自己システム10において、その自己システム10が有する一つの蓄電装置4へ充電を行うための上記第1充電制御が行われていないとき、その一つの自己システム10が有する一つの自立インバータ装置5に対して、その一つの自己システム10が有する一つの蓄電装置4を用いて、その一つの自己システム10が有する一つの交流線1での電力の電圧を目標電圧とし及び一つの交流線1での電力の周波数を一つの蓄電装置4の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせる。ここで、蓄電装置4の蓄電量についての情報は、蓄電装置4から自立インバータ装置5に対して伝達されてもよいし、或いは、蓄電装置4から制御装置Cに伝達され、更に制御装置Cから自立インバータ装置5に対して伝達されるように構成されてもよい。
In addition, the control device C, as the first power quality control, when the first charging control for charging one
例えば、図1に示す一つの自己システム10Aでは、その自己システム10Aが有する一つの蓄電装置4へ充電を行うための第1充電制御が行われていない。このとき、制御装置Cは、第1電力品質制御として、一つの自己システム10Aが有する一つの自立インバータ装置5に対して、一つの自己システム10Aが有する一つの蓄電装置4を用いて、一つの自己システム10Aが有する一つの交流線1での電力の電圧を目標電圧とし及びその一つの自己システム10Aが有する一つの交流線1での電力の周波数をその一つの自己システム10Aが有する一つの蓄電装置4の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせる。ここで、自立インバータ装置5が蓄電装置4を用いて第1電力品質制御を行うとは、例えば自立インバータ装置5から交流線1に電力を供給するときにその供給電力がその蓄電装置4から供給される電力であることを意味する。尚、制御装置Cは、第1電力品質制御のために自立インバータ装置5から交流線1へ供給される電力Pbについて、例えば、自立インバータ装置5から交流線1へ流れる電流値と、交流線1での電圧値との伝達を受けて、それらの積を導出することにより知ることができる。
For example, in one
尚、電力Pbが負の電力となること、即ち、自立インバータ装置5を介して交流線1側から蓄電装置4側へと電力が向かうこともある。
一例を挙げると、一つの自己システム10において、発電装置7から交流線1への供給電力が、交流線1からの電力消費装置6による受電電力よりも多い状態(即ち、交流線1が発電過多の状態)であるとき、上述したように、制御装置Cは、交流線1から自立インバータ装置5へと電力を引き込むようにその自立インバータ装置5を動作させる(即ち、交流線1から自立インバータ装置5を介して蓄電装置4側へ充電を行わせる)ような第1電力品質制御を行う。つまり、電力Pbは、図1において矢印で示す方向とは逆の方向に向かう負の電力となる。
In addition, the electric power Pb becomes negative electric power, that is, the electric power may go from the
For example, in one self-
これに対して、制御装置Cは、第2電力品質制御として、一つの自己システム10において、その自己システム10が有する一つの蓄電装置4へ充電を行うための上記第1充電制御が行われているとき、その一つの自己システム10が有する一つの交流線1に対して第2電源接続線32bを用いて接続されている切替装置31に対して、電源装置30を用いて、その一つの自己システム10が有する一つの交流線1での電力の電圧を目標電圧とし及び一つの交流線1での電力の周波数を一つの蓄電装置4の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせる。ここで、蓄電装置4の蓄電量についての情報は、蓄電装置4から切替装置31に対して伝達されてもよいし、或いは、蓄電装置4から制御装置Cに伝達され、更に制御装置Cから切替装置31に対して伝達されるように構成されてもよい。
On the other hand, the control device C performs the first charging control for charging one
例えば、図1に示す一つの自己システム10Cでは、その自己システム10Cが有する一つの蓄電装置4へ充電を行うための第1充電制御が行われている。このとき、制御装置Cは、第2電力品質制御として、その一つの自己システム10Cが有する一つの交流線1に対して第2電源接続線32bを用いて接続されている切替装置31に対して、電源装置30を用いて、その一つの自己システム10Cが有する一つの交流線1での電力の電圧を目標電圧とし及び一つの交流線1での電力の周波数を一つの蓄電装置4の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせる。ここで、切替装置31が電源装置30を用いて第2電力品質制御を行うとは、例えば切替装置31から交流線1に電力を供給するときにその供給電力がその電源装置30から供給される電力であることを意味する。制御装置Cは、第2電力品質制御のために切替装置31から交流線1へ供給される電力Pbについて、例えば、切替装置31から交流線1へ流れる電流値と、交流線1での電圧値との伝達を受けて、それらの積を導出することにより知ることができる。
For example, in one
尚、電力Pbが負の電力となること、即ち、切替装置31を介して交流線1側から外部の電源装置30側へと電力が向かうこともある。
一例を挙げると、一つの自己システム10において、発電装置7から交流線1への供給電力が、交流線1からの電力消費装置6による受電電力よりも多い状態(即ち、交流線1が発電過多の状態)であるとき、上述したように、制御装置Cは、交流線1から切替装置31へと電力を引き込むようにその切替装置31を動作させる(即ち、交流線1から切替装置31を介して外部の電源装置30側へ充電を行わせる)ような第2電力品質制御を行う。つまり、電力Pbは、図1において矢印で示す方向とは逆の方向に向かう負の電力となる。
Note that the power Pb may be negative, that is, the power may be directed from the
For example, in one self-
以上のように、第1電力品質制御は自立インバータ装置5が行う制御であり、第2電力品質制御は切替装置31が行う制御である。そして、制御装置Cは、自立インバータ装置5に対して上記第1電力品質制御を行わせているときには切替装置31の動作を停止させ、切替装置31に対して上記第2電力品質制御を行わせているときには自立インバータ装置5の動作を停止させる。このように、各自己システム10では、電力品質制御を行いながら、蓄電装置4への充電を並行して行うことができる。
As described above, the first power quality control is control performed by the
上述した充電開始条件としては、時刻に関する条件又は蓄電装置4の蓄電量に関する条件、或いは、それらの両方である。
具体的には、前者の場合、制御装置Cは、設定時刻に到達すると充電開始条件が満たされたと判定する。このように、時刻に関する条件を充電開始条件として採用することで、設定時刻において定期的に充電開始条件が満たされたと判定して、第1充電制御による蓄電装置4の充電を行うことができる。例えば、1日の中で電力需要が増大する時間帯の前に上記設定時刻を設定しておけば、電力需要が増大する時間帯に先立って充電開始条件が満たされたと判定されて、蓄電装置4への蓄電が行われる。その結果、電力需要が増大する時間帯に先立って、電力需要者Dに対する電力の供給余力を大きくしておくことができる。
後者の場合、制御装置Cは、蓄電装置4の蓄電量が下限蓄電量未満になると充電開始条件が満たされたと判定する。この下限蓄電量のレベルは適宜設定可能である。このように、蓄電装置4の蓄電量に関する条件を充電開始条件として採用することで、蓄電装置4の蓄電量が下限蓄電量未満になったタイミング、即ち、蓄電装置4から電力需要者Dに対する電力の供給余力が低下したタイミングで充電開始条件が満たされたと判定して、第1充電制御による蓄電装置4への充電を行うことができる。
The charge start condition described above is a condition related to time, a condition related to the amount of power stored in the
Specifically, in the former case, the control device C determines that the charging start condition is satisfied when the set time is reached. In this manner, by adopting the time-related condition as the charge start condition, it is possible to determine that the charge start condition is periodically satisfied at the set time, and to charge the
In the latter case, the control device C determines that the charging start condition is satisfied when the amount of power stored in the
次に、蓄電装置4への目標充電電力Paについて説明する。
図3は、目標充電電力Paの例を示すグラフである。本実施形態では、制御装置Cは、蓄電装置4を構成する複数のセル4aによる合計電圧が基準電圧未満のとき、蓄電装置4への目標充電電力Paを、合計電圧と一定の基準電流との積によって導出する定電流充電を行い、合計電圧が基準電圧以上のとき、蓄電装置4への目標充電電力Paを、基準電圧と目標充電電流との積によって導出する定電圧充電を行い、目標充電電流を、一定の基準電流を初期値とし、時間経過と共に電流を減少させる電流曲線によって決定し、その電流曲線を、蓄電装置4を構成するセル4aの温度及び劣化度合いの少なくとも何れか一方に基づいて決定する。そして、このようにして導出された目標充電電力a(電流及び電圧)は、制御装置Cから連繋インバータ装置9へ伝達される。
Next, the target charging power Pa to the
FIG. 3 is a graph showing an example of the target charging power Pa. In the present embodiment, when the total voltage by the plurality of
このように、複数のセル4aによる合計電圧が基準電圧未満である状態、即ち、複数のセル4aによる合計の蓄電量が相対的に小さい状態では、相対的に大きな一定の基準電流を流すという定電流充電を行うことで、急速に充電を行うことができる。これに対して、複数のセル4aによる合計電圧が基準電圧以上である状態、即ち、複数のセル4aによる合計の蓄電量が相対的に大きい状態では、上記基準電流を初期値として時間経過と共に電流を減少させるという定電圧充電を行うことで、過充電を抑制できる。
In this way, in a state where the total voltage by the plurality of
本実施形態では、制御装置Cは例えば内部メモリなどの記憶手段(図示せず)に4種類の電流曲線(パターンA〜パターンD)を記憶している。そして、制御装置Cは、4種類の電流曲線のうち、目標充電電流の決定に用いる電流曲線を、蓄電装置4を構成するセル4aの温度及び劣化度合いの少なくとも何れか一方に基づいて決定する。つまり、本実施形態では、電流曲線は、実際のセル4aの劣化度合い、及び、セル4aの劣化の進行し易さに関係するセル4aの温度の少なくとも何れか一方に応じて決定されるので、充電時におけるセル4aの劣化を抑制するような設定が可能となる。尚、何れの電流曲線(パターンA〜パターンD)においても、充電開始から時刻taに至るまでは(即ち、蓄電装置4を構成する複数のセル4aによる合計電圧が基準電圧Vr未満の間は)、一定の基準電流Irが充電電流となる。そして、このような充電を継続することで、合計電圧が徐々に上昇する。これらの基準電流Ir及び基準電圧Vrは何れの電流曲線(パターンA〜パターンD)であっても同じである。充電開始から時刻taに至るまでは、目標充電電力Paは、合計電圧V1と基準電流Ir(=I1)との積によって導出される。
In the present embodiment, the control device C stores four types of current curves (pattern A to pattern D) in storage means (not shown) such as an internal memory. Then, control device C determines a current curve used for determining the target charging current among the four types of current curves based on at least one of the temperature and the degree of deterioration of
具体的には、以下の表1に例示するように、制御装置Cは、セル4aの温度のみに基づいて電流曲線を選択する場合、温度測定手段4btで測定した温度が相対的に低い場合(セル4aの劣化が相対的に進行し難い場合)にはパターンAの電流曲線を選択し、温度が相対的に高い場合(セル4aの劣化が相対的に進行し易い場合)にはパターンCの電流曲線を選択する。図3(a)に示すパターンAの電流曲線及び図3(c)に示すパターンCの電流曲線から分るように、パターンCの電流曲線の方が、パターンAの電流曲線よりも、時刻ta以降において、時間経過に伴う目標充電電流の減少速度が大きく設定されている。つまり、時刻ta以降は、目標充電電力は、基準電圧Vr(V2))と目標充電電流I2との積によって導出されるので、パターンCの方が、パターンAよりも、時間経過に伴う目標充電電力の減少速度が大きく設定されていることになる。このように、電力供給システムは、蓄電装置4の温度を測定する温度測定手段4btを備え、制御装置Cは、蓄電装置4の温度に応じて予め用意されている複数の電流曲線のうち、温度測定手段4btで測定される蓄電装置4の温度に対応する電流曲線を選択する。
Specifically, as illustrated in Table 1 below, when the control device C selects a current curve based only on the temperature of the
また、制御装置Cは、セル4aの劣化度合い(例えば、上述した「内部抵抗」)のみに基づいて電流曲線を選択する場合、セル4aの劣化度合いが相対的に低い(内部抵抗が相対的に低い)場合にはパターンAの電流曲線を選択し、劣化度合いが相対的に高い場合にはパターンBの電流曲線を選択する。このように、電力供給システムは、蓄電装置4の劣化度合いを測定する劣化測定手段としての制御ユニット4dを備え、制御装置Cは、蓄電装置4の劣化度合いに応じて予め用意されている複数の電流曲線のうち、劣化測定手段としての制御ユニット4dで測定される蓄電装置4の劣化度合いに対応する電流曲線を選択する。
Further, when the control device C selects a current curve based only on the degree of deterioration of the
或いは、制御装置Cは、セル4aの温度及び劣化度合いの組み合わせに基づいて電流曲線を選択する場合、セル4aの温度が相対的に低く且つ劣化度合いが相対的に低い場合にはパターンAの電流曲線を選択し、セル4aの温度が相対的に低く且つ劣化度合いが相対的に高い場合にはパターンBの電流曲線を選択し、セル4aの温度が相対的に高く且つ劣化度合いが相対的に低い場合にはパターンCの電流曲線を選択し、セル4aの温度が相対的に高く且つ劣化度合いが相対的に高い場合にはパターンDの電流曲線を選択する。このように、電力供給システムは、蓄電装置4の温度を測定する温度測定手段4btと、蓄電装置4の劣化度合いを測定する劣化測定手段としての制御ユニット4dとを備え、制御装置Cは、蓄電装置4の温度及び劣化度合いの組合せに応じて予め用意されている複数の電流曲線のうち、温度測定手段4btで測定される蓄電装置4の温度及び劣化測定手段(制御ユニット4d)で測定される蓄電装置4の劣化度合いの組合せに対応する電流曲線を選択する。
Alternatively, when the control device C selects a current curve based on the combination of the temperature and the degree of deterioration of the
以上のように、制御装置Cは、蓄電装置4を構成するセル4aの温度及び劣化度合いの少なくとも何れか一方に基づいて、セル4aの劣化が進行し難いような目標充電電力Paを決定した上で、その目標充電電力Paを蓄電装置4へ充電することができる。
As described above, the control device C determines the target charging power Pa that makes it difficult for the
<第2実施形態>
第2実施形態の電力供給システムは、目標充電電力Paの決定手法が上記第1実施形態と異なっている。以下に、第2実施形態の電力供給システムについて説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
Second Embodiment
The power supply system of the second embodiment differs from the first embodiment in the method for determining the target charging power Pa. The power supply system according to the second embodiment will be described below, but the description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.
本実施形態の電力供給システムは図1に示した構成と同じであるが、制御装置Cが実施する第1充電制御の内容(目標充電電力Paの決定手法)が上記第1実施形態と異なっている。具体的には、本実施形態において、制御装置Cは、その内部メモリなどの記憶手段(図示せず)に、蓄電装置4を構成する複数のセル4aのセル電圧(即ち、セル4aの個別の電圧)のうちの最高セル電圧と目標充電電流との関係式を記憶している。そして、制御装置Cは、その関係式に基づいて、現在の最高セル電圧に対応する目標充電電流を決定し、その目標充電電流と蓄電装置4を構成する複数のセル4aによる合計電圧との積を、蓄電装置4への目標充電電力Paとして導出する。尚、本実施形態でも、セル管理ユニット4bが得た各セル4aの電圧についての情報は制御ユニット4dに伝達され、更に、蓄電装置4から制御装置Cへと伝達される。そして、このようにして導出された目標充電電力a(電流及び電圧)は、制御装置Cから連繋インバータ装置9へ伝達される。
The power supply system of the present embodiment is the same as the configuration shown in FIG. 1, but the contents of the first charge control performed by the control device C (a method for determining the target charge power Pa) are different from those of the first embodiment. Yes. Specifically, in the present embodiment, the control device C stores the cell voltages of the plurality of
図4は、蓄電装置4を構成する複数のセル4aのセル電圧のうちの最高セル電圧と目標充電電流との関係式の例を示すグラフである。図示するように、この関係式では、最高セル電圧が高くなるほど、目標充電電流が小さくなる関係が設定されている。このように、目標充電電流と複数のセル4aによる合計電圧との積を目標充電電力とするとき、その目標充電電流は、最高セル電圧が高くなるほど目標充電電流が小さくなる関係が設定されている関係式に従って決定される。つまり、複数のセル4aのうち、セル電圧が最高となっているセル(最高セル電圧のセル)4aは、蓄電量が最大となっているセルであるので、そのセルに対する過充電の抑制を目的にしながら、全セルに対して充電が行われる。言い換えると、上記関係式に基づいて決定した目標充電電流と、複数のセル4aによる合計電圧との積から、蓄電装置4への目標充電電力Paが導出されるということは、蓄電装置4を構成する複数のセル4aのうち、最もセル電圧の高いセル4a(即ち、最も蓄電量が大きいセル4a)への充電電流に合わせて他のセル4aへの充電も行われることを意味している。
FIG. 4 is a graph illustrating an example of a relational expression between the highest cell voltage and the target charging current among the cell voltages of the plurality of
<第3実施形態>
第3実施形態の電力供給システムは、目標充電電力Paの決定手法が上記実施形態と異なっている。以下に、第3実施形態の電力供給システムについて説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Third Embodiment>
The power supply system of the third embodiment is different from the above embodiment in the method for determining the target charging power Pa. Hereinafter, the power supply system of the third embodiment will be described, but the description of the same configuration as that of the above embodiment will be omitted.
図5は、蓄電装置4の概略的な構造を示す図である。
図示するように、本実施形態において、蓄電装置4は、複数のセルユニット4uによって構成される。セルユニット4uは、セル本体部4e、及び、そのセル本体部4eと並列接続されて、セルユニット4uに流れる電流のうち、セル本体部4eをバイパスして流す電流量を調節するバイパス回路部4fを有する。尚、図5に示した蓄電装置4の構造は例示目的で記載したものであり、適宜変更可能である。例えば、セルユニット4uの直列接続数及び並列接続数は適宜変更可能である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic structure of the
As illustrated, in the present embodiment, the
本実施形態でも、蓄電装置4は、各セル本体部4eの電圧及び温度などを検出するセル管理ユニット4bと、全セルを流れる電流を計測する電流センサ4cと、電流センサ4c及びセル管理ユニット4bからの情報に基づいて蓄電装置4の状態(例えば、上述した蓄電量:SOC)を判定する制御ユニット4dとを備える。バイパス回路部4fの動作は、例えば制御装置Cからの指令の伝達を受けた制御ユニット4d及びセル管理ユニット4bによって制御される。そして、制御装置Cは、蓄電装置4への充電を行うとき、蓄電装置4を構成する複数のセルユニット4uによる合計電圧と蓄電装置4に流す合計電流との積を上記目標充電電力Paとして導出する。
Also in the present embodiment, the
蓄電装置4に流す合計電流は、電流センサ4cによって計測される電流であるが、制御装置Cは、蓄電装置4に流すこの合計電流を以下のようにして決定した上で、連繋インバータ装置9によって制御させる。
The total current passed through the
図6は、セル本体部4eの電圧(セル電圧)と仮充電電流との関係式の例を示すグラフである。セル本体部4eの電圧はセル本体部4eの蓄電量に対応するため、この関係式は、セル本体部4eの蓄電量と仮充電電流との関係式であるとも言える。この関係式では、セル本体部4eのセル電圧(蓄電量)が基準電圧Vs(基準蓄電量)未満のとき、仮充電電流としての一定の基準電流Isが定められ、且つ、セル本体部4eのセル電圧(蓄電量)が基準電圧Vs(基準蓄電量)以上のとき、セル本体部4eのセル電圧(蓄電量)が大きくなるにつれて小さくなる仮充電電流が定められている。このように、セル本体部4eのセル電圧(蓄電量)が基準電圧Vs(基準蓄電量)未満である状態、即ち、蓄電量が相対的に小さい状態にあるセル本体部4eには、相対的に大きな一定の基準電流が仮充電電流として決定されて、その相対的に大きな充電電流による急速な充電の実施が期待される。これに対して、セル本体部4eのセル電圧(蓄電量)が基準電圧Vs(基準蓄電量)以上である状態、即ち、蓄電量が相対的に大きい状態にあるセル本体部4eには、上記基準電流を初期値として、セル本体部4eのセル電圧(蓄電量)が大きくなるにつれて小さくなる仮充電電流が決定されて、その蓄電量に応じた充電電流による、過充電を抑制しながらの充電の実施が期待される。
尚、図6に示した関係式は例示目的で示したものであり、グラフの形状が蓄電量(セル電圧)と仮充電電流との関係を正確に反映している訳ではない。
FIG. 6 is a graph showing an example of a relational expression between the voltage (cell voltage) of the
The relational expression shown in FIG. 6 is shown for illustrative purposes, and the shape of the graph does not accurately reflect the relationship between the charged amount (cell voltage) and the temporary charging current.
制御装置Cは、セルユニット4u(セル本体部4e)毎の蓄電量(セル電圧)についての情報を蓄電装置4から取得する。そして、制御装置Cは、図6に例示した関係式に従って、蓄電装置4が有する複数のセルユニット4u毎に、そのセル本体部4eの蓄電量(セル電圧)に応じた仮充電電流を決定する。
The control device C acquires information about the storage amount (cell voltage) for each
次に、制御装置Cは、第1の仮目標充電電流と第2の仮目標充電電流との比較を行う。第1の仮目標充電電流は、複数のセルユニット4u毎の仮充電電流のうちの最も小さい仮充電電流に、バイパス電流の上限値である上限バイパス電流を加算して導出される値である。第2の仮目標充電電流は、複数のセルユニット4u毎の仮充電電流のうちの最も大きい仮充電電流である。そして、制御装置Cは、両者のうちの小さい方の仮目標充電電流を、複数のセルユニット4u毎に流す目標充電電流として決定する。そして、制御装置Cは、複数のセルユニット4u毎に上記目標充電電流を供給すると共に、複数のセルユニット4uのそれぞれでは、セルユニット4uに供給される上記目標充電電流のうち、セル本体部4eの蓄電量に応じて決定される上記仮充電電流を上回る分の電流をバイパス回路部4fに流し、その他の分の電流をセル本体部4eに流すような制御を行う。本実施形態では、蓄電装置4を構成する複数のセルユニット4u毎に流す目標充電電流の合計である合計電流は、この目標充電電流の〔セルユニット4uの並列接続数〕倍となる。そして、制御装置Cは、連繋インバータ装置9に対して、蓄電装置4を構成する複数のセルユニット4uによる合計電圧と蓄電装置4に流す合計電流とを伝達し、その積である目標充電電力Paが連繋インバータ装置9から蓄電装置4へと供給されるようにする。
Next, the control device C compares the first temporary target charging current and the second temporary target charging current. The first temporary target charging current is a value derived by adding the upper limit bypass current, which is the upper limit value of the bypass current, to the smallest temporary charging current among the temporary charging currents for each of the plurality of
次に、図7及び図8を参照して、各セルユニット4uへ流す目標充電電流Itの決定手法の具体例を説明する。図7は、セルユニット4uに流す目標充電電流と、セル本体部4eに流す電流と、バイパス回路部4fに流す電流とを模式的に示す図である。また、図7では、セル本体部4eの蓄電量を濃色で示し、併せて基準蓄電量のレベルを破線で示す。図8は、セルユニット4uに流す目標充電電流Itを決定する手法を説明する図である。尚、図7及び図8では、例示目的として、3個のセルユニット4uが並列接続されている回路を示している。また、3個のセルユニット4uに対して図面上で左側から順にX、Y、Zの符号を付して、以下の説明でも各セルユニット4uに対応するようにx,y,zの符号を用いる。また、この例では、基準電流Isを5Aとし、上限バイパス電流を2Aとしている。
Next, with reference to FIGS. 7 and 8, a specific example of a method for determining the target charging current It flowing to each
図7(a)に示す例では、全てのセルユニット4u(X、Y、Z)において、セル本体部4eの蓄電量が基準蓄電量未満となっている。このため、図8(a)に示すように、各セル本体部4eの蓄電量に対応するセル電圧Vx、Vy、Vzも、基準蓄電量に対応する基準電圧Vs未満となる。その結果、制御装置Cは、セル本体部4e(X)の蓄電量(セル電圧Vx)に応じた仮充電電流Ipxを基準電流Isに決定し、セル本体部4e(Y)の蓄電量(セル電圧Vy)に応じた仮充電電流Ipyを基準電流Isに決定し、セル本体部4e(Z)の蓄電量(セル電圧Vz)に応じた仮充電電流Ipzを、一定の基準電流Isに決定する。
In the example shown in FIG. 7A, in all the
次に、制御装置Cは、第1の仮目標充電電流として、3個のセルユニット4u(X、Y、Z)の仮充電電流Ipx、Ipy、Ipzのうちの最も小さい仮充電電流(5A)に上限バイパス電流(2A)を加算して導出される値(7A)を設定する。また、制御装置Cは、第2の仮目標充電電流として、3個のセルユニット4u(X、Y、Z)の仮充電電流Ipx、Ipy、Ipzのうちの最も大きい仮充電電流(5A)を設定する。そして、制御装置Cは、第1の仮目標充電電流(7A)と第2の仮目標充電電流(5A)のうちの小さい方の仮目標充電電流(5A)を、3個のセルユニット4u(X、Y、Z)に流す目標充電電流Itとして決定する。この場合、目標充電電流It(5A)の3倍(セルユニット4uの並列接続数倍)が、蓄電装置4に流す合計電流(15A)となる。図7(a)には、蓄電装置4に15Aの合計電流を流し、各セルユニット4uには5Aの目標充電電流Itを流す状態を示している。更に、各セルユニット4uでは、決定された目標充電電流It(5A)が、元の仮充電電流(5A)と等しいので、バイパス回路部4fにバイパス電流を流す必要はなく、目標充電電流It(5A)がセル本体部4eに流される。
Next, the control device C uses the smallest temporary charging current (5A) among the temporary charging currents Ipx, Ipy, Ipz of the three
図7(b)及び図8(b)は、各セルユニット4uの蓄電量が増加した後の状態を示す。この場合、セルユニット4u(X)の蓄電量が基準蓄電量を上回っており、図8(b)に示すように、セルユニット4u(X)の仮充電電流Ipx=1Aとなる。これに対して、セルユニット4u(Y、Z)の蓄電量は基準蓄電量未満であり、図8(b)に示すように、セルユニット4u(Y、Z)の仮充電電流Ipy、Ipz=5Aとなる。この場合、第1の仮目標充電電流は3A(=1A+2A)となり、第2の仮目標充電電流は5Aとなる。そして、小さい方の3Aが各セルユニット4u(X、Y、Z)に流す目標充電電流Itとして決定され、この場合、目標充電電流It(3A)の3倍(セルユニット4uの並列接続数倍)が、蓄電装置4に流す合計電流(9A)となる。図7(b)には、蓄電装置4に9Aの合計電流を流し、各セルユニット4uには3Aの目標充電電流Itを流す状態を示している。セルユニット4u(Y、Z)では、決定された目標充電電流It(3A)が、元の仮充電電流(5A)よりも小さいので、バイパス回路部4fにバイパス電流を流す必要はなく、目標充電電流It(3A)がセル本体部4eに流される。これに対して、セルユニット4u(X)では、決定された目標充電電流It(3A)が、元の仮充電電流(1A)を上回っているので、目標充電電流It(3A)のうち、セル本体部4eの蓄電量に応じて決定される仮充電電流(1A)を上回る分の電流(2A)がバイパス回路部4fに流され、その他の分の電流(1A)がセル本体部4eに流される。
FIGS. 7B and 8B show a state after the amount of power stored in each
図7(c)及び図8(c)は、各セルユニット4uの蓄電量が増加した後の状態を示す。この場合、セルユニット4u(X、Z)の蓄電量が基準蓄電量を上回っており、且つ、満充電状態となっており、図8(c)に示すように、セルユニット4u(X、Z)の仮充電電流Ipx、Ipz=0Aとなる。これに対して、セルユニット4u(Y)の蓄電量は基準蓄電量未満であり、図8(c)に示すように、セルユニット4u(Y)の仮充電電流Ipy=5Aとなる。この場合、第1の仮目標充電電流は2A(=0A+2A)となり、第2の仮目標充電電流は5Aとなる。そして、小さい方の2Aが各セルユニット4u(X、Y、Z)に流す目標充電電流Itとして決定され、この場合、目標充電電流It(2A)の3倍(セルユニット4uの並列接続数倍)が、蓄電装置4に流す合計電流(6A)となる。図7(c)には、蓄電装置4に6Aの合計電流を流し、各セルユニット4uには2Aの目標充電電流Itを流す状態を示している。セルユニット4u(Y)では、決定された目標充電電流It(2A)が、元の仮充電電流(5A)よりも小さいので、バイパス回路部4fにバイパス電流を流す必要はなく、目標充電電流It(2A)がセル本体部4eに流される。これに対して、セルユニット4u(X、Z)では、決定された目標充電電流It(2A)が、元の仮充電電流(0A)を上回っているので、目標充電電流It(2A)のうち、セル本体部4eの蓄電量に応じて決定される仮充電電流(0A)を上回る分の電流(2A)がバイパス回路部4fに流され、セル本体部4eには電流が流されない。
FIGS. 7C and 8C show a state after the amount of power stored in each
以上のように、本実施形態では、セルユニット4uには、セル本体部4eと並列接続されて、そのセルユニット4uに流れる電流のうち、セル本体部4eをバイパスして流すバイパス電流の量を調節するバイパス回路部4fを設けている。そのため、各セルユニット4uには、そのセル本体部4eの蓄電量に関わらず少なくとも上限バイパス電流を流すことができる。つまり、セルユニット4uに流れる目標充電電流の少なくとも一部をバイパス回路部4fに流すことができるので、複数のセルユニット4uのそれぞれに流す目標充電電流は同じであっても、各セルユニット4u内でそのセル本体部4eに流す充電電流を異ならせることができる。例えば、満充電であるセルユニット4uが存在していても、バイパス回路部4fに電流を流せばよいので、満充電でないセルユニット4uには充電電流を流し続けるというバランス充電を行うことができる。更に、各セルユニット4uに供給される目標充電電流は、最大でも、自身にとっての仮充電電流と上限バイパス電流との和であるので、バイパス回路部4fに上限バイパス電流を上回る電流を流さないようにでき、且つ、セル本体部4eに自身にとっての仮充電電流を上回る電流を流さないようにできる。
As described above, in the present embodiment, the
<第4実施形態>
第4実施形態の電力供給システムは、自己システムが外部の電力系統との間を接続する充電用インバータ装置を備える点で上記実施形態と異なっている。以下に、第4実施形態の電力供給システムについて説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Fourth embodiment>
The power supply system of the fourth embodiment is different from the above-described embodiment in that the self-system includes a charging inverter device that connects the external power system. The power supply system according to the fourth embodiment will be described below, but the description of the same configuration as that of the above embodiment will be omitted.
図9は、第4実施形態の電力供給システムの構成を示す図である。図示するように、本実施形態の電力供給システムは、複数個の自己システム10のうちの一つの自己システム10Bの蓄電装置4と外部の電力系統20との間を外部接続線22を用いて接続する充電用インバータ装置21を備える。この電力系統20は、例えば、電力の供給事業を行っている電力会社などがその電力供給のために利用している系統のことである。また、制御装置Cは、後述するように、自立インバータ装置5に対して第1電力品質制御を行わせ、及び、切替装置31に対して第2電力品質制御を行わせ、及び、連繋インバータ装置9に対して電力融通制御を行わせ、及び、充電用インバータ装置21に対して第2充電制御を行わせる。外部接続線22は、充電用インバータ装置21と電力系統20とを接続するための第1外部接続線22aと、充電用インバータ装置21と蓄電装置4とを接続するための第2外部接続線22bとで構成される。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a power supply system according to the fourth embodiment. As shown in the figure, the power supply system of the present embodiment connects the
本実施形態でも、制御装置Cは、上記実施形態と同様に、第1電力品質制御と、第2電力品質制御と、電力融通制御とを行わせる。 Also in this embodiment, the control apparatus C performs 1st power quality control, 2nd power quality control, and power interchange control similarly to the said embodiment.
次に、本実施形態で行われる第2充電制御について説明する。
図9には、電力供給システムで行われる第2充電制御の実行状態についても示している。具体的には、図9では、自己システム10Cにおいて第2充電制御が行われている状態を示している。この第2充電制御において、制御装置Cは、一つの自己システム10Cが有する一つの蓄電装置4への充電開始条件が満たされたと判定すると、その自己システム10Cが有する一つの蓄電装置4に対して第2外部接続線22bを用いて接続されている充電用インバータ装置21に対して、その自己システム10Cが有する一つの蓄電装置4への目標充電電力Paを、第2相互接続線3bから第1相互接続線3aへと供給させてその一つの蓄電装置4への充電を行わせる。本実施形態でも、各電力Pa,Pbについて、図9中に矢印で示す方向を正の方向としている。そして、上記第1実施形態で説明したのと同様に、電力Pbは負の電力となることもある。
Next, the second charge control performed in this embodiment will be described.
FIG. 9 also shows the execution state of the second charging control performed in the power supply system. Specifically, FIG. 9 shows a state in which the second charging control is performed in the
加えて、図9に示す一つの自己システム10Aでは、その自己システム10Aが有する一つの蓄電装置4へ充電を行うための第2充電制御が行われていない。このとき、制御装置Cは、第1電力品質制御として、一つの自己システム10Aが有する一つの自立インバータ装置5に対して、一つの自己システム10Aが有する一つの蓄電装置4を用いて、一つの自己システム10Aが有する一つの交流線1での電力の電圧を目標電圧とし及びその一つの自己システム10Aが有する一つの交流線1での電力の周波数をその一つの自己システム10Aが有する一つの蓄電装置4の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせる。尚、制御装置Cは、第1電力品質制御のために自立インバータ装置5から交流線1へ供給される電力Pbについて、例えば、自立インバータ装置5から交流線1へ流れる電流値と、交流線1での電圧値との伝達を受けて、それらの積を導出することにより知ることができる。
In addition, in one
これに対して、図9に示す一つの自己システム10Cでは、その自己システム10Cが有する一つの蓄電装置4へ充電を行うための第2充電制御が行われている。このとき、制御装置Cは、第2電力品質制御として、その一つの自己システム10Cが有する一つの交流線1に対して第2電源接続線32bを用いて接続されている切替装置31に対して、電源装置30を用いて、その一つの自己システム10Cが有する一つの交流線1での電力の電圧を目標電圧とし及び一つの交流線1での電力の周波数を一つの蓄電装置4の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせる。ここで、切替装置31が電源装置30を用いて第2電力品質制御を行うとは、例えば切替装置31から交流線1に電力を供給するときにその供給電力がその電源装置30から供給される電力であることを意味する。尚、制御装置Cは、第2電力品質制御のために切替装置31から交流線1へ供給される電力Pbについて、例えば、切替装置31から交流線1へ流れる電流値と、交流線1での電圧値との伝達を受けて、それらの積を導出することにより知ることができる。
On the other hand, in one
以上のように、第1電力品質制御は自立インバータ装置5が行う制御であり、第2電力品質制御は切替装置31が行う制御である。そして、制御装置Cは、自立インバータ装置5に対して上記第1電力品質制御を行わせているときには切替装置31の動作を停止させ、切替装置31に対して上記第2電力品質制御を行わせているときには自立インバータ装置5の動作を停止させる。
As described above, the first power quality control is control performed by the
また、本実施形態の第2充電制御において、上記目標充電電力Paの決定手法は、第1実施形態〜第3実施形態で説明した目標充電電力Paの決定方法と同様である。
即ち、第1実施形態で説明した目標充電電力Paの決定方法に倣うと、制御装置Cは、蓄電装置4を構成する複数のセル4a(又はセル本体部4e)による合計電圧が基準電圧未満のとき、蓄電装置4への目標充電電力Paを、その合計電圧と一定の基準電流との積によって導出する定電流充電を行い、上記合計電圧が基準電圧以上のとき、蓄電装置4への目標充電電力Paを、基準電圧と目標充電電流との積によって導出する定電圧充電を行い、目標充電電流を、一定の基準電流を初期値とし、時間経過と共に電流を減少させる電流曲線によって決定し、電流曲線を、蓄電装置4を構成するセル4a(又はセル本体部4e)の劣化度合い及び温度の少なくとも何れか一方に基づいて決定する。
In the second charge control of the present embodiment, the method for determining the target charge power Pa is the same as the method for determining the target charge power Pa described in the first to third embodiments.
That is, according to the method for determining the target charging power Pa described in the first embodiment, the control device C is such that the total voltage by the plurality of
或いは、第2実施形態で説明した目標充電電力Paの決定方法に倣うと、制御装置Cは、蓄電装置4を構成する複数のセル4a(又はセル本体部4e)のセル電圧のうちの最高セル電圧と目標充電電流との関係式に基づいて、現在の最高セル電圧に対応する目標充電電流を決定し、その目標充電電流と蓄電装置4を構成する複数のセル4a(又はセル本体部4e)による合計電圧との積を、蓄電装置4への目標充電電力Paとして導出し、上記関係式では、最高セル電圧が高くなるほど、目標充電電流が小さくなる関係が設定されている。
Alternatively, according to the method for determining the target charging power Pa described in the second embodiment, the control device C is the highest cell among the cell voltages of the plurality of
また或いは、第3実施形態で説明した目標充電電力Paの決定方法に倣うと、制御装置Cは、蓄電装置4への目標充電電力の充電を行わせるとき、セル本体部4eの蓄電量が基準蓄電量未満のとき、仮充電電流としての一定の基準電流が定められ、且つ、セル本体部4eの蓄電量が基準蓄電量以上のとき、セル本体部4eの蓄電量が大きくなるにつれて小さくなる仮充電電流が定められている関係式を用いて、複数のセルユニット4u毎にセル本体部4eの蓄電量に応じた仮充電電流を決定し、複数のセルユニット4u毎の仮充電電流のうちの最も小さい仮充電電流に、バイパス電流の上限値である上限バイパス電流を加算して導出される第1の仮目標充電電流と、複数のセルユニット4u毎の仮充電電流のうちの最も大きい仮充電電流である第2の仮目標充電電流とを比較して、両者のうちの小さい方の仮目標充電電流を複数のセルユニット4u毎に流す目標充電電流として決定し、複数のセルユニット4u毎に目標充電電流を供給すると共に、複数のセルユニット4uのそれぞれでは、セルユニット4uに供給される目標充電電流のうち、セル本体部4eの蓄電量に応じて決定される仮充電電流を上回る分の電流をバイパス回路部4fに流し、その他の分の電流をセル本体部4eに流し、蓄電装置4を構成する複数のセルユニット4u毎に流す目標充電電流の合計である合計電流と蓄電装置4を構成する複数のセルユニット4uによる合計電圧との積を目標充電電力とするように構成されている。
Alternatively, according to the method for determining the target charging power Pa described in the third embodiment, when the control device C charges the
<別実施形態>
上記実施形態において、電力供給システムが備える自己システムの数は適宜変更可能である。例えば、自己システムの数は、2個、数十個、数百個など、適宜設定可能であり、自在に追加・削除も可能である。
<Another embodiment>
In the said embodiment, the number of the self systems with which an electric power supply system is provided can be changed suitably. For example, the number of self systems can be set as appropriate, such as 2, tens, hundreds, etc., and can be freely added / deleted.
上記実施形態では、周波数変動値を導出する関係式(数式2):「Δf=A×〔SOC〕+B」は例示目的で記載したものであり、適宜変更可能である。また、上記実施形態では、自立インバータ装置5が、交流線1での電力の周波数が蓄電装置4の蓄電量が大きくなるにつれて高くなる関係(即ち、数式2において係数Aが正の値をとる場合)で決定される目標周波数となるように制御する例を説明したが、それとは逆に、自立インバータ装置5が、交流線1での電力の周波数が蓄電装置4の蓄電量が大きくなるにつれて低くなる関係(即ち、数式2において係数Aが負の値をとる場合)で決定される目標周波数となるように制御してもよい。
In the above embodiment, the relational expression (Formula 2) for deriving the frequency variation value: “Δf = A × [SOC] + B” is described for the purpose of illustration, and can be changed as appropriate. Moreover, in the said embodiment, the relationship where the frequency of the electric power in the alternating
上記実施形態において、第1充電制御及び第2充電制御における充電停止のタイミングは適宜設定できる。
例えば、制御装置Cは、蓄電装置4を構成する複数のセル4aによる合計電圧が上限合計電圧になったときに、第1充電制御又は第2充電制御による充電を停止するような制御を行うことができる。或いは、制御装置Cは、蓄電装置4を構成する複数のセル4aの個別のセル電圧のうちの最高セル電圧が上限個別セル電圧になったときに、第1充電制御又は第2充電制御による充電を停止するような制御を行うことができる。
また或いは、制御装置Cは、蓄電装置4を構成するセル4a(又はセル本体部4e)の全てのセル電圧が、セル4a(又はセル本体部4e)が満蓄電量であることを示すセル電圧になったときに、第1充電制御又は第2充電制御による充電を停止するような制御を行うことができる。
In the said embodiment, the timing of the charge stop in 1st charge control and 2nd charge control can be set suitably.
For example, the control device C performs control such that charging by the first charge control or the second charge control is stopped when the total voltage by the plurality of
Alternatively, the control device C indicates that all the cell voltages of the
上記実施形態において、図4で示した、最高セル電圧と目標充電電流との関係式は適宜変更可能である。例えば、図4には、最高セル電圧と目標充電電流とを非線形の関係で設定した例を示したが、両者を線形の関係で設定してもよい。同様に、図6で示した、セル電圧と仮充電電流との関係式についても適宜変更可能である。 In the above embodiment, the relational expression between the maximum cell voltage and the target charging current shown in FIG. 4 can be changed as appropriate. For example, FIG. 4 shows an example in which the maximum cell voltage and the target charging current are set in a non-linear relationship, but both may be set in a linear relationship. Similarly, the relational expression between the cell voltage and the temporary charging current shown in FIG. 6 can be changed as appropriate.
本発明は、蓄電装置を用いて交流線の電力品質を維持する電力品質制御を行いながら蓄電装置への充電も行うことができる電力供給システムに利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a power supply system that can charge a power storage device while performing power quality control that maintains the power quality of an AC line using the power storage device.
1 :交流線
2 :自己接続線
2a :第1自己接続線
2b :第2自己接続線
3 :相互接続線
4 :蓄電装置
4a :セル
4b :セル管理ユニット
4bt :温度測定手段
4bv :電圧測定手段
4c :電流センサ
4d :制御ユニット
4e :セル本体部
4f :バイパス回路部
4u :セルユニット
5 :自立インバータ装置
6 :電力消費装置
7 :発電装置
9 :連繋インバータ装置
10 :自己システム
10A :自己システム
10B :自己システム
10C :自己システム
20 :電力系統
21 :充電用インバータ装置
22 :外部接続線
22a :第1外部接続線
22b :第2外部接続線
30 :電源装置
31 :切替装置
32 :電源接続線
32a :第1電源接続線
32b :第2電源接続線
C :制御装置
D :電力需要者
1: AC line 2: Self-
Claims (7)
複数個の前記自己システムが電気的に直列接続されるように、一方の前記自己システムが有する前記蓄電装置と他方の前記自己システムが有する前記交流線との間を相互接続線を用いて接続する連繋インバータ装置を前記自己システム同士の間に備える電力供給システムであって、
前記相互接続線は、前記連繋インバータ装置と前記蓄電装置とを接続するための第1相互接続線と、前記連繋インバータ装置と前記交流線とを接続するための第2相互接続線とで構成され、
前記自己システムが有する前記交流線と外部の電源装置との間を電源接続線を用いて接続する切替装置と、
前記自立インバータ装置に対して第1電力品質制御を行わせ、及び、前記切替装置に対して第2電力品質制御を行わせ、及び、前記連繋インバータ装置に対して電力融通制御及び第1充電制御を行わせる制御装置とを備え、
前記電源接続線は、前記切替装置と前記電源装置とを接続するための第1電源接続線と、前記切替装置と前記交流線とを接続するための第2電源接続線とで構成され、
前記制御装置は、
前記第1充電制御として、一つの前記自己システムが有する一つの前記蓄電装置への充電開始条件が満たされたと判定すると、当該一つの蓄電装置に対して前記第1相互接続線を用いて接続されている前記連繋インバータ装置に対して、前記一つの蓄電装置への目標充電電力を、前記第2相互接続線から前記第1相互接続線へと供給させて前記一つの蓄電装置への充電を行わせ、
前記第1電力品質制御として、前記一つの自己システムにおいて前記一つの蓄電装置へ充電を行うための前記第1充電制御が行われていないとき、前記一つの自己システムが有する一つの前記自立インバータ装置に対して、前記一つの自己システムが有する前記一つの蓄電装置を用いて、前記一つの自己システムが有する一つの前記交流線での電力の電圧を目標電圧とし及び前記一つの交流線での電力の周波数を前記一つの蓄電装置の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせ、及び、
前記第2電力品質制御として、前記一つの自己システムにおいて前記一つの蓄電装置へ充電を行うための前記第1充電制御が行われているとき、前記一つの自己システムが有する前記一つの交流線に対して前記第2電源接続線を用いて接続されている前記切替装置に対して、前記電源装置を用いて、前記一つの自己システムが有する前記一つの交流線での電力の電圧を目標電圧とし及び前記一つの交流線での電力の周波数を前記一つの蓄電装置の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせ、及び、
前記電力融通制御として、前記相互接続線を用いて互いに接続されている特定の前記自己システムと別の前記自己システムとの間で当該相互接続線を用いて電力を融通するとき、当該相互接続線を構成する前記第1相互接続線と前記第2相互接続線との間に設けられる前記連繋インバータ装置に対して、当該特定の自己システム及び当該別の自己システムのそれぞれにおける前記交流線での前記目標周波数に基づいて、前記蓄電装置の蓄電量が相対的に大きい自己システムから、前記蓄電装置の蓄電量が相対的に小さい自己システムへと電力を融通させるように構成されている電力供給システム。 A plurality of self-systems including an AC line to which a plurality of power consumers are connected, a power storage device, and a self-standing inverter device that connects the power storage device and the AC line using a self-connection line,
The power storage device of one of the self systems and the AC line of the other self system are connected using an interconnection line so that a plurality of the self systems are electrically connected in series. A power supply system comprising a connected inverter device between the self systems,
The interconnect line includes a first interconnect line for connecting the linked inverter device and the power storage device, and a second interconnect line for connecting the linked inverter device and the AC line. ,
A switching device for connecting between the AC line of the self-system and an external power supply device using a power connection line;
The first power quality control is performed on the independent inverter device, the second power quality control is performed on the switching device, and the power interchange control and the first charge control are performed on the connected inverter device. And a control device for performing
The power connection line is composed of a first power connection line for connecting the switching device and the power supply device, and a second power connection line for connecting the switching device and the AC line,
The controller is
As the first charging control, when it is determined that a charging start condition for one power storage device included in one self-system is satisfied, the first power connection device is connected to the one power storage device using the first interconnection line. The connected inverter device is supplied with target charging power for the one power storage device from the second interconnect line to the first interconnect line to charge the one power storage device. Let
As the first power quality control, when the first charge control for charging the one power storage device in the one self system is not performed, the one independent inverter device included in the one self system On the other hand, using the one power storage device of the one self-system, the power voltage of the one AC line of the one self-system is set as a target voltage and the power of the one AC line is To control the frequency of the target frequency determined according to the amount of power stored in the one power storage device, and
As the second power quality control, when the first charge control for charging the one power storage device is performed in the one self system, the one AC line of the one self system has On the other hand, with respect to the switching device connected using the second power supply connection line, using the power supply device, the voltage of power on the one AC line of the one self-system is set as a target voltage. And controlling the frequency of power on the one AC line to be a target frequency determined according to the amount of power stored in the one power storage device, and
As the power interchange control, when power is interchanged between the specific self-system connected to each other using the interconnect line and another self-system using the interconnect line, the interconnect line is used. For the connected inverter device provided between the first interconnection line and the second interconnection line that constitute the first interconnection line, the specific self system and the other self system in the alternating current line A power supply system configured to allow power to be accommodated from a self-system having a relatively large power storage amount of the power storage device to a self-system having a relatively small power storage amount of the power storage device based on a target frequency.
複数個の前記自己システムが電気的に直列接続されるように、一方の前記自己システムが有する前記蓄電装置と他方の前記自己システムが有する前記交流線との間を相互接続線を用いて接続する連繋インバータ装置を前記自己システム同士の間に備える電力供給システムであって、
前記相互接続線は、前記連繋インバータ装置と前記蓄電装置とを接続するための第1相互接続線と、前記連繋インバータ装置と前記交流線とを接続するための第2相互接続線とで構成され、
前記自己システムが有する前記交流線と外部の電源装置との間を電源接続線を用いて接続する切替装置と、
複数個の前記自己システムのうちの一つの前記自己システムが有する一つの前記蓄電装置と外部の電力系統との間を外部接続線を用いて接続する充電用インバータ装置と、
前記自立インバータ装置に対して第1電力品質制御を行わせ、及び、前記切替装置に対して第2電力品質制御を行わせ、及び、前記連繋インバータ装置に対して電力融通制御を行わせ、及び、前記充電用インバータ装置に対して第2充電制御を行わせる制御装置とを備え、
前記外部接続線は、前記充電用インバータ装置と前記電力系統とを接続するための第1外部接続線と、前記充電用インバータ装置と前記一つの蓄電装置とを接続するための第2外部接続線とで構成され、
前記電源接続線は、前記切替装置と前記電源装置とを接続するための第1電源接続線と、前記切替装置と前記交流線とを接続するための第2電源接続線とで構成され、
前記制御装置は、
前記第2充電制御として、前記充電用インバータ装置に対して前記第2外部接続線を用いて接続されている前記一つの蓄電装置への充電開始条件が満たされたと判定すると、前記充電用インバータ装置に対して、前記一つの蓄電装置への目標充電電力を、前記第1外部接続線から前記第2外部接続線へと供給させて前記一つの蓄電装置への充電を行わせ、
前記第1電力品質制御として、前記一つの自己システムにおいて前記一つの蓄電装置へ充電を行うための前記第2充電制御が行われていないとき、前記一つの自己システムが有する一つの前記自立インバータ装置に対して、前記一つの自己システムが有する前記一つの蓄電装置を用いて、前記一つの自己システムが有する一つの前記交流線での電力の電圧を目標電圧とし及び前記一つの交流線での電力の周波数を前記一つの蓄電装置の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせ、
前記第2電力品質制御として、前記一つの自己システムにおいて前記一つの蓄電装置へ充電を行うための前記第2充電制御が行われているとき、前記一つの自己システムが有する前記一つの交流線に対して前記第2電源接続線を用いて接続されている前記切替装置に対して、前記電源装置を用いて、前記一つの自己システムが有する一つの前記交流線での電力の電圧を目標電圧とし及び前記一つの交流線での電力の周波数を前記一つの蓄電装置の蓄電量に応じて決定される目標周波数とする制御を行わせ、
前記電力融通制御として、前記相互接続線を用いて互いに接続されている特定の前記自己システムと別の前記自己システムとの間で当該相互接続線を用いて電力を融通するとき、当該相互接続線を構成する前記第1相互接続線と前記第2相互接続線との間に設けられる前記連繋インバータ装置に対して、当該特定の自己システム及び当該別の自己システムのそれぞれにおける前記交流線での前記目標周波数に基づいて、前記蓄電装置の蓄電量が相対的に大きい自己システムから、前記蓄電装置の蓄電量が相対的に小さい自己システムへと電力を融通させるように構成されている電力供給システム。 A plurality of self-systems including an AC line to which a plurality of power consumers are connected, a power storage device, and a self-standing inverter device that connects the power storage device and the AC line using a self-connection line,
The power storage device of one of the self systems and the AC line of the other self system are connected using an interconnection line so that a plurality of the self systems are electrically connected in series. A power supply system comprising a connected inverter device between the self systems,
The interconnect line includes a first interconnect line for connecting the linked inverter device and the power storage device, and a second interconnect line for connecting the linked inverter device and the AC line. ,
A switching device for connecting between the AC line of the self-system and an external power supply device using a power connection line;
An inverter device for charging that uses an external connection line to connect one power storage device of one of the plurality of self systems and an external power system; and
Causing the independent inverter device to perform a first power quality control; causing the switching device to perform a second power quality control; and allowing the connected inverter device to perform a power interchange control; and A control device for causing the charging inverter device to perform a second charging control,
The external connection line includes a first external connection line for connecting the charging inverter device and the power system, and a second external connection line for connecting the charging inverter device and the one power storage device. And consists of
The power connection line is composed of a first power connection line for connecting the switching device and the power supply device, and a second power connection line for connecting the switching device and the AC line,
The controller is
When it is determined that the charging start condition for the one power storage device connected to the charging inverter device using the second external connection line is satisfied as the second charging control, the charging inverter device In contrast, the target charging power to the one power storage device is supplied from the first external connection line to the second external connection line to charge the one power storage device,
As the first power quality control, when the second charge control for charging the one power storage device is not performed in the one self system, the one independent inverter device included in the one self system On the other hand, using the one power storage device of the one self-system, the power voltage of the one AC line of the one self-system is set as a target voltage and the power of the one AC line is To control the frequency of the target frequency determined according to the amount of power stored in the one power storage device,
As the second power quality control, when the second charging control for charging the one power storage device in the one self system is performed, the one AC line of the one self system On the other hand, for the switching device connected using the second power supply connection line, the power supply device is used to set the voltage of power on one AC line of the one self-system as a target voltage. And control to set the frequency of power on the one AC line as a target frequency determined according to the amount of power stored in the one power storage device,
As the power interchange control, when power is interchanged between the specific self-system connected to each other using the interconnect line and another self-system using the interconnect line, the interconnect line is used. For the connected inverter device provided between the first interconnection line and the second interconnection line that constitute the first interconnection line, the specific self system and the other self system in the alternating current line A power supply system configured to allow power to be accommodated from a self-system having a relatively large power storage amount of the power storage device to a self-system having a relatively small power storage amount of the power storage device based on a target frequency.
前記蓄電装置を構成する複数のセルによる合計電圧が基準電圧未満のとき、前記蓄電装置への前記目標充電電力を、前記合計電圧と一定の基準電流との積によって導出する定電流充電を行い、
前記合計電圧が前記基準電圧以上のとき、前記蓄電装置への前記目標充電電力を、前記基準電圧と目標充電電流との積によって導出する定電圧充電を行い、
前記目標充電電流を、前記一定の基準電流を初期値とし、時間経過と共に電流を減少させる電流曲線によって決定し、前記電流曲線を、前記蓄電装置を構成するセルの劣化度合い及び温度の少なくとも何れか一方に基づいて決定する請求項1又は2に記載の電力供給システム。 The controller is
When the total voltage by a plurality of cells constituting the power storage device is less than a reference voltage, the target charging power to the power storage device is subjected to constant current charging derived by a product of the total voltage and a constant reference current,
When the total voltage is equal to or higher than the reference voltage, the target charging power to the power storage device is subjected to constant voltage charging derived by a product of the reference voltage and the target charging current,
The target charging current is determined by a current curve in which the constant reference current is set as an initial value and the current is decreased over time, and the current curve is determined by at least one of a deterioration degree and a temperature of a cell constituting the power storage device. The power supply system according to claim 1, wherein the power supply system is determined based on one of the two.
前記関係式では、前記最高セル電圧が高くなるほど、前記目標充電電流が小さくなる関係が設定されている請求項1又は2に記載の電力供給システム。 The control device determines a target charging current corresponding to the current highest cell voltage based on a relational expression between a highest cell voltage and a target charging current among cell voltages of a plurality of cells constituting the power storage device. The product of the target charging current and the total voltage of a plurality of cells constituting the power storage device is derived as the target charging power to the power storage device,
3. The power supply system according to claim 1, wherein in the relational expression, a relationship is set such that the target charging current decreases as the highest cell voltage increases.
前記セルユニットは、セル本体部、及び、当該セル本体部と並列接続されて、前記セルユニットに流れる電流のうち、前記セル本体部をバイパスして流すバイパス電流の量を調節するバイパス回路部を有し、
前記制御装置は、前記蓄電装置への前記目標充電電力の充電を行わせるとき、
前記セル本体部の蓄電量が基準蓄電量未満のとき、仮充電電流としての一定の基準電流が定められ、且つ、前記セル本体部の蓄電量が前記基準蓄電量以上のとき、前記セル本体部の蓄電量が大きくなるにつれて小さくなる仮充電電流が定められている関係式を用いて、前記複数のセルユニット毎に前記セル本体部の蓄電量に応じた仮充電電流を決定し、
前記複数のセルユニット毎の前記仮充電電流のうちの最も小さい仮充電電流に、前記バイパス電流の上限値である上限バイパス電流を加算して導出される第1の仮目標充電電流と、前記複数のセルユニット毎の前記仮充電電流のうちの最も大きい仮充電電流である第2の仮目標充電電流とを比較して、両者のうちの小さい方の前記仮目標充電電流を前記複数のセルユニット毎に流す目標充電電流として決定し、
前記複数のセルユニット毎に前記目標充電電流を供給すると共に、前記複数のセルユニットのそれぞれでは、前記セルユニットに供給される前記目標充電電流のうち、前記セル本体部の蓄電量に応じて決定される前記仮充電電流を上回る分の電流を前記バイパス回路部に流し、その他の分の電流を前記セル本体部に流し、
前記蓄電装置を構成する前記複数のセルユニット毎に流す前記目標充電電流の合計である合計電流と前記蓄電装置を構成する前記複数のセルユニットによる合計電圧との積を前記目標充電電力とするように構成されている請求項1又は2に記載の電力供給システム。 The power storage device is configured by a plurality of cell units,
The cell unit includes a cell main body and a bypass circuit portion that is connected in parallel with the cell main body and adjusts the amount of bypass current that flows through the cell main body while bypassing the cell main body. Have
When the control device causes the power storage device to be charged with the target charging power,
When the charged amount of the cell main body is less than the reference charged amount, a fixed reference current as a temporary charging current is determined, and when the charged amount of the cell main body is equal to or greater than the reference charged amount, the cell main body Using a relational expression in which a provisional charging current that decreases as the amount of electricity stored increases is determined for each of the plurality of cell units, determines a provisional charging current according to the amount of electricity stored in the cell main body,
A first temporary target charging current derived by adding an upper limit bypass current, which is an upper limit value of the bypass current, to the smallest temporary charging current among the temporary charging currents for each of the plurality of cell units; The second temporary target charging current which is the largest temporary charging current among the temporary charging currents of each cell unit is compared, and the smaller temporary target charging current is compared with the plurality of cell units. It is determined as the target charging current that flows every time,
The target charging current is supplied for each of the plurality of cell units, and each of the plurality of cell units is determined according to the amount of power stored in the cell main body portion of the target charging current supplied to the cell unit. The amount of current exceeding the provisional charging current is passed through the bypass circuit portion, the other portion of the current is passed through the cell body portion,
A product of a total current, which is a sum of the target charging currents flowing for each of the plurality of cell units constituting the power storage device, and a total voltage of the plurality of cell units constituting the power storage device is set as the target charging power. The power supply system according to claim 1 or 2, which is configured as follows.
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