CN109891705B - 电力供给装置以及蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

一种电力供给装置，具备：锁存类型的第一继电器，***于***电源与负载之间，具有开关、使该开关断开的跳闸线圈和使该开关闭合的合闸线圈；蓄电***，具有***于蓄电池与负载之间的充电放电部；非锁存类型的第二继电器，具有接点以及断开闭合该接点的操作线圈，操作线圈连接于蓄电***与负载之间；以及控制电路，经由第二继电器的接点而与第一继电器连接。

Description

电力供给装置以及蓄电装置
技术领域
本技术涉及即使在停电时也能够对负载供给电力的电力供给装置以及蓄电装置。
背景技术
已知在***电源的停电时能够通过蓄电***对负载供给电力的电源装置。在这种电力供给装置中，在停电时通过开关使***电源和负载断开，开始进行双向转换装置的独立运转，并从蓄电池向负载供给电力。进一步地，在停电恢复的电源恢复时，在停止独立运转之后使开关关闭。通过控制电路控制开关。
在专利文献1中记载有在具有该蓄电***的电力供给装置中，在发生了停电等的情况下，切换到不使用***电源而从蓄电***向规定的负载供给电力的独立状态。即，使用锁存类型的继电器使对负载的电力的供给闭合/断开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-68674号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中，在控制电路的故障时，不向继电器的线圈流动电流。但是，通过控制电路的误工作而有时向线圈流动电流，其结果，存在如下可能性：通过开关的切断而中断对负载的电力供给，或者在独立运转中开关关闭而使双向转换装置故障。
因此，本技术在于提供即使在控制电路误工作的情况下也能够可靠地防止向继电器的线圈流动电流的电流供给装置以及蓄电装置。
用于解决课题的手段
本技术的电力供给装置，具备：锁存类型的第一继电器，***于***电源与负载之间，并具有开关、使该开关断开的跳闸线圈和使该开关闭合的合闸线圈；蓄电***，具有***于蓄电池与负载之间的充电放电部；非锁存类型的第二继电器，具有接点以及断开闭合该接点的操作线圈，操作线圈连接于***电源与负载之间；以及控制电路，经由第二继电器的接点而与第一继电器连接。
本技术的蓄电装置，具备：蓄电池；充电放电部，连接于蓄电池；以及控制电路，控制充电放电部的状态，并且经由非锁存类型的第二继电器的接点而与***于***电源与负载之间的锁存类型的第一继电器连接。
发明效果
根据至少一个实施方式，即使控制电路误工作，也能够可靠地防止对继电器的合闸线圈或跳闸线圈流动电流，能够防止中断对负载的电力供给或者在独立运转中开关关闭而使双向转换装置故障的误动作。另外，在此记载的效果并不被限定，也可以是本技术中记载的任一种效果或不同的效果。
附图说明
图1是本技术的一实施方式的框图。
图2是为了说明一实施方式的动作而使用的时序图。
图3是用于说明在一实施方式中对控制电路的电源供给的框图。
图4是本技术的其它实施方式的框图。
图5是示出应用了本技术的住宅用的蓄电***的概略图。
具体实施方式
以下说明的实施方式是本技术优选的具体例，附加了技术上优选的各种限定。但是，在以下的说明中，只要没有特别限定本技术的记载，则本技术的范围并不限定于这些实施方式。
另外，按照下述的顺序进行本技术的说明。
<1.一实施方式>
<2.其它实施方式>
<3.应用例>
<4.变形例>
<1.一实施方式>
「一实施方式的结构」
如图1所示，本技术的一实施方式的电力供给装置具备***电源1、分散电源2以及蓄电***3。***电源1是电力公司提供的电源。分散电源2具有利用了自然能量例如太阳能的发电装置2a和PCS(功率调节器)2b。
一般负载5、开关SW以及停电检测器6与电线4连接，该电线4与***电源1连接并进行布线。分散电源2以及特定负载8相对于从开关SW延伸的电线7连接。开关SW切断或连接电线4以及电线7之间的电力输送。即，通过开关SW断开闭合(闭合/断开)***电源1与特定负载8的连接。特定负载8是在停电时需要供给电力的规定的负载。一般负载5是在停电时不需要供给电力的负载。
与电线4连接的停电检测器6例如是电表。停电检测器6测量电线4的电力，检测在电线4是否存在规定的电力。即，停电检测器6检测***电源的异常。也可以测量电压、电流、频率等来检测***电源的异常。对蓄电***3的控制电路11供给停电检测器6的检测信号。另外，虽未图示，但也可以对电线4连接OVGR(Ground Over Voltage Relay：接地保护装置)以及RPR(Reverse Power flow Relay：逆电流继电器)。OVGR是监视***是正常还是异常的装置。RPR由于无法从蓄电池9逆电流，因此是以不从蓄电池9逆电流的方式进行监视的装置。
开关SW是锁存类型的继电器RL1的接点。继电器RL1通过对合闸线圈L1以及跳闸线圈(trip coil)L2的通电的方式而断开闭合开关SW。即，通过向合闸线圈L1流动电流而开关SW变为闭合(ON)，此后，即使停住电流，开关SW也维持闭合，通过向跳闸线圈L2流动电流而开关SW变为断开(OFF)，即使停住电流，开关SW也维持断开。
蓄电***3具有蓄电池9、双向转换装置10以及控制电路11。蓄电池9具有串联和/或并联连接的多个电池单元。作为电池单元，例如使用锂离子二次电池。也可以使用锂离子二次电池以外的可充电的电池单元。另外，控制电路11也可以设置于双向转换装置10。
双向转换装置10是使对蓄电池9的充电电路的结构和放电电路的结构通用化的装置。也可以使用将不同的充电电路以及放电电路并联连接的结构来代替双向转换装置。双向转换装置10的电力输入输出部与电线7连接。控制电路11对开关SW、蓄电池9以及双向转换装置10进行控制。双向转换装置10由控制电路11控制为充电动作、放电动作、充放电停止状态的任一种。对控制电路11供给来自停电检测器6的检测信号。
继电器RL1的合闸线圈L1以及跳闸线圈L2与控制电路11连接，控制电路11对这些线圈流动电流。在控制电路11与合闸线圈L1以及跳闸线圈L2之间***第二继电器RL2的接点S。继电器RL2是非锁存类型的继电器，通过对操作线圈L3的通电而控制接点S的断开闭合(闭合/断开)。在此，接点S是B接点。B接点通常(在不向操作线圈L3流动电流的状态下)为闭合(ON)。当向操作线圈L3流动电流时，接点S变为断开(OFF)。当对操作线圈L3的电流停住时，接点S关闭。另外，A接点与B接点相反，是通常断开(OFF)的接点。
继电器RL2的操作线圈L3相对于电线7连接。另外，将电线7的交流信号转换为直流并向操作线圈L3流动电流。因此，在***电源1正常的情况下，向操作线圈L3流动电流，接点S为断开。在接点S为断开的情况下，控制电路11无法对继电器RL1的合闸线圈L1以及跳闸线圈L2流动电流。
「一实施方式的动作」
对通过上述的一实施方式的控制电路11的控制进行的动作进行说明。在***电源1正常供给的情况下，开关SW为闭合，从***电源1对特定负载8供给电力。此外，由于继电器RL2的接点S为断开，因此即使控制电路11误工作，也不会向跳闸线圈L2流动电流。因此，即使控制电路11误工作，对特定负载8的电力供给也不会被中断。
在***电源1不正常的情况下(停电等)，由于对继电器RL2的操作线圈L3的电流不再流动，因此接点S变为闭合。由于停电检测器6检测停电并向控制电路11传递停电的发生，因此对继电器RL1的跳闸线圈L2流动电流。因此，开关SW变为断开，使***电源1和特定负载8断开。此后，控制电路11使双向转换装置10的输出为闭合，从蓄电池9对特定负载8供给电力(独立运转)。
在开关SW为断开的状态下，在通过独立运转向特定负载8供给电力的情况下，接点S变为断开。因此，即使控制电路11误工作，也不会向继电器RL1的合闸线圈L1流动电流。其结果，能够防止在独立运转中对***电源1的逆流、通过对双向转换装置10施加***电源1而使双向转换装置10故障。
当停电检测器6检测电源恢复而向控制电路11传递电源恢复时，双向转换装置10的输出变为断开。其结果，由于对操作线圈3的电流不再流动，因此接点S变为闭合。控制电路11向合闸线圈L1流动电流，从而开关SW变为闭合，从***电源1对特定负载8供给电力，返回到停电前的状态。
参照图2的动作序列进一步地对动作进行说明。从图2的上方依次示出下述的动作。
在“特定负载”的序列中，高电平表示电力的供给，低电平表示电力的切断。
在“***”的序列中，高电平表示正常，低电平表示停电等的异常。
在“独立输出”的序列中，高电平表示闭合，低电平表示断开。
在“继电器RL2”的序列中，高电平表示断开，低电平表示闭合。
在“SW”的序列中，高电平表示闭合，低电平表示断开。
在“跳闸操作”的序列中，高电平表示对跳闸线圈L2流动电流，低电平表示不对跳闸线圈L2流动电流。
在“合闸操作”的序列中，高电平表示对合闸线圈L1流动电流，低电平表示不对合闸线圈L1流动电流。
图2的动作序列的最初的状态表示正常，各序列为下述的状态。
“特定负载”的序列：高电平(电力的供给)
“***”的序列：高电平(正常)
“独立输出”的序列：低电平(OFF)
“继电器RL2”的序列：高电平(断开)
“SW”的序列：高电平(闭合)
“跳闸操作”的序列：低电平(不对跳闸线圈L2流动电流)
“合闸操作”的序列：低电平(不对合闸线圈L1流动电流)
在下一次停电后的状态下，各序列为下述的状态。
“特定负载”的序列：低电平(电力的切断)
“***”的序列：低电平(停电)
“独立输出”的序列：低电平(OFF)
“继电器RL2”的序列：低电平(闭合)
“SW”的序列：高电平(闭合)
“跳闸操作”的序列：高电平(对跳闸线圈L2流动电流)
“合闸操作”的序列：低电平(不对合闸线圈L1流动电流)
在经过了停电后的之后的停电状态下，各序列为下述的状态。
“特定负载”的序列：高电平(电力的供给)
“***”的序列：低电平(停电)
“独立输出”的序列：高电平(OFF)
“继电器RL2”的序列：高电平(断开)
“SW”的序列：低电平(断开)
“跳闸操作”的序列：低电平(不对跳闸线圈L2流动电流。由于是锁存类型，所以开关SW的状态不变化。)
“合闸操作”的序列：低电平(不对合闸线圈L1流动电流)
在该停电状态下，如虚线所示，在控制电路11误工作而要对合闸线圈L1流动电流的情况下，由于接点S为断开，因此无法对合闸线圈L1流动电流。因此，开关SW维持断开的状态。其结果，能够防止在独立运转中由***电源1被连接而造成的误动作。
在变为电源恢复状态后，各序列为下述的状态。
“特定负载”的序列：低电平(电力的切断)
“***”的序列：高电平(正常)
“独立输出”的序列：低电平(OFF)
“继电器RL2”的序列：低电平(闭合)
“SW”的序列：低电平(断开)
“跳闸操作”的序列：低电平(不对跳闸线圈L2流动电流。由于是锁存类型，所以开关SW的状态不变化。)
“合闸操作”的序列：高电平(对合闸线圈L1流动电流)
在经过了电源刚恢复后的电源恢复状态下，各序列为下述的状态。
“特定负载”的序列：高电平(电力的供给)
“***”的序列：高电平(正常)
“独立输出”的序列：低电平(OFF)
“继电器RL2”的序列：高电平(断开)
“SW”的序列：高电平(闭合)
“跳闸操作”的序列：低电平(不对跳闸线圈L2流动电流。由于是锁存类型，所以开关SW的状态不变化。)
“合闸操作”的序列：低电平(不对合闸线圈L1流动电流)
在该电源恢复状态下，如虚线所示，在控制电路11误工作而要对跳闸线圈L2流动电流的情况下，由于接点S为断开，因此无法对跳闸线圈L2流动电流。因此，开关SW维持闭合的状态。其结果，在电源恢复状态下，开关SW变为断开，能够防止中断***电源1和特定负载8的连接的误动作。
参照图3说明对控制电路11的电源的供给。使对控制电路11的电源从蓄电池9经由DC-DC转换器21供给。在该结构中，当通过停电等而对特定负载8进行独立输出时，蓄电池9的余量慢慢减少。在本技术中，由于采用锁存类型的继电器RL1，因此在电源恢复时为了再连接***电源1和特定负载8而需要控制电路11发挥功能。考虑到这一点，在蓄电池9的余量降低了固定以上的情况下，停止独立输出，设为等待电源恢复待机的状态。其结果，能够确保蓄电池9的余量能够保证控制电路11的动作的程度。
作为第二例，从蓄电池9经由DC-DC转换器21对控制电路11供给电源，并且从***电源1经由AC-DC转换器22供给电源。这样一来，即使在蓄电池9为空的状态下，在电源恢复时，控制电路11也能够发挥功能。
作为第三例，从蓄电池9经由DC-DC转换器21对控制电路11供给电源，并且从分散电源2经由AC-DC转换器23供给电源。这样一来，即使在蓄电池9为空的状态下，在电源恢复时，控制电路11也能够发挥功能。优选，采用第二例或第三例的电源的结构。在分散电源为直流电源的情况下，能够使用DC-DC转换器来代替AC-DC转换器。
<2.其它实施方式>
参照图4对本技术的其它实施方式进行说明。与上述的一实施方式比较，作为第二继电器RL2，使用具有接点S以及S’的两接点类型的继电器。经由接点S使跳闸线圈L2与控制电路11连接。使合闸线圈L1经由接点S’而连接于***电源1与第二继电器RL2之间。
根据该结构，能够对合闸线圈L1流动电流，能够使开关SW为闭合。因此，即使蓄电池9变为空，蓄电***3停止，控制电路11未发挥功能的情况下，在电源恢复时，开关SW也变为闭合，能够在对特定负载8的供电的同时进行蓄电***3的恢复。
<3.应用例>
作为应用例的住宅中的蓄电***
参照图5对将本公开应用于住宅用的蓄电***的例子进行说明。例如在住宅9001用的蓄电***9100中，从火力发电9002a、原子能发电9002b、水力发电9002c等的集中型电力***9002经由电网9009、信息网络9012、智能仪表9007、电源集线器9008等而向蓄电装置9003供给电力。
与此同时，从家庭内发电装置9004等的独立电源向蓄电装置9003供给电力。供给到蓄电装置9003的电力被蓄电。使用蓄电装置9003，使住宅9001中使用的电力被供电。并不限于住宅9001，关于大厦也能够使用同样的蓄电***。
在住宅9001设置有发电装置9004、电力消耗装置9005、蓄电装置9003、对各装置进行控制的控制装置9010、智能仪表9007、获取各种信息的传感器9011。各装置通过电网9009以及信息网络9012连接。作为发电装置9004，利用太阳能电池、燃料电池等，发电的电力被供给到电力消耗装置9005和/或蓄电装置9003。电力消耗装置9005是冰箱9005a、空调装置9005b、电视接收机9005c、浴池9005d等。进一步地，电力消耗装置9005还包括电动车辆9006。电动车辆9006是电动汽车9006a、混合动力汽车9006b、电动摩托车9006c。
对蓄电装置9003应用上述的本公开的电池单元。蓄电装置9003由二次电池或电容器构成。例如，由锂离子电池构成。即使锂离子电池为固定型，也可以在电动车辆9006中使用。智能仪表9007具备测量商用电力的使用量，并将测量的使用量发送给电力公司的功能。电网9009也可以组合直流供电、交流供电、非接触供电的任一种或多种。
各种传感器9011例如是人体感知传感器、照度传感器、物体检测传感器、消耗电力传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器、红外线传感器等。通过各种传感器9011获取的信息被发送给控制装置9010。根据来自传感器9011的信息，可掌握气象的状态、人的状态等，能够自动地控制电力消耗装置9005以使能量消耗为最小。进一步地，控制装置9010能够将住宅9001相关的信息经由互联网发送给外部的电力公司等。
通过电源集线器9008进行电线的分支、直流交流转换等的处理。作为与控制装置9010连接的信息网络9012的通信方式，有使用UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter：通用异步收发传输器)等的通信接口的方法、使用基于Bluetooth(注册商标)、ZigBee(注册商标)、Wi-Fi等的无线通信标准的传感器网络的方法。Bluetooth(注册商标)方式应用于多媒体通信，能够进行一对多连接的通信。ZigBee(注册商标)使用IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers：电气电子工程师学会)802.15.4的物理层。IEEE802.15.4是PAN(Personal Area Network：个人局域网)或被称为W(Wireless：无线)PAN的短距离无线网络标准的名称。
控制装置9010与外部的服务器9013连接。该服务器9013也可以由住宅9001、电力公司、服务提供商的任一方来管理。服务器9013所收发的信息例如是消耗电力信息、生活模式信息、电费、天气信息、天灾信息、电力交易相关的信息。这些信息可以从家庭内的电力消耗装置(例如电视接收机)进行收发，但也可以从家庭外的装置(例如，移动电话机等)进行收发。这些信息也可以显示于具有显示功能的设备，例如电视接收机、移动电话机、PDA(Personal Digital Assistants：个人数字助理)等。
控制各部分的控制装置9010由CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等构成，在该例中，收存于蓄电装置9003。控制装置9010与蓄电装置9003、家庭内发电装置9004、电力消耗装置9005、各种传感器9011、服务器9013通过信息网络9012连接，例如具有调整商用电力的使用量、发电量的功能。另外，除此之外还可以具备在电力市场进行电力交易的功能等。
如以上那样，电力不仅是火力发电9002a、原子能发电9002b、水力发电9002c等的集中型电力***9002，还能够将家庭内发电装置9004(太阳能发电、风力发电)的发电电力蓄积在蓄电装置9003。因此，即使家庭内发电装置9004的发电电力有变动，也能够进行使送出到外部的电量固定，或者只进行必要的放电这样的控制。例如，也可以使用如下用法：在将通过太阳能发电得到的电力蓄积在蓄电装置9003，并且在夜间将费用便宜的深夜电力蓄积在蓄电装置9003，在白天费用较高的时间段将通过蓄电装置9003蓄电的电力进行放电来使用。
另外，在该例中，对使控制装置9010收存于蓄电装置9003内的例子进行了说明，但也可以收存于智能仪表9007内，也可以单独构成。进一步地，蓄电***9100可以以集体住宅中的多个家庭为对象来使用，也可以以多个独户住宅为对象来使用。
<4.变形例>
以上，对本技术的一实施方式进行了具体说明，但本技术并不限定于上述的一实施方式，基于本技术的技术思想能够进行各种变形。例如，在上述的实施方式中列举的结构、方法、工序、形状、材料以及数值等只不过是一例，也可以根据需要使用与此不同的结构、方法、工序、形状、材料以及数值等。
另外，本技术也可以采取以下那样的结构。
(1)
一种电力供给装置，具备：锁存类型的第一继电器，***于***电源与负载之间，具有开关、使该开关断开的跳闸线圈和使该开关闭合的合闸线圈；蓄电***，具有***于蓄电池与所述负载之间的充电放电部；非锁存类型的第二继电器，具有接点以及断开闭合该接点的操作线圈，所述操作线圈连接于所述***电源与所述负载之间；以及控制电路，经由所述第二继电器的所述接点而与所述第一继电器连接。
(2)
根据(1)所述的电力供给装置，其中，所述负载是在停电时需要供给电力的负载。
(3)
根据(1)或(2)所述的电力供给装置，其中，在所述***电源与所述负载之间连接有所述第二继电器的所述操作线圈。
(4)
根据(1)至(3)中任一项所述的电力供给装置，其中，使所述控制电路经由所述第二继电器的所述接点而对所述第一继电器的所述跳闸线圈通电。
(5)
根据(1)所述的电力供给装置，其中，所述第一继电器的所述合闸线圈连接于所述***电源。
(6)
根据(1)至(5)中任一项所述的电力供给装置，其中，分散电源连接于所述***电源与所述负载之间。
(7)
根据(6)所述的电力供给装置，其中，使所述分散电源为所述控制电路的电源。
(8)
根据(1)至(7)中任一项所述的电力供给装置，其中，使所述蓄电***的所述蓄电池为所述控制电路的电源。
(9)
根据(1)至(8)中任一项所述的电力供给装置，其中，使所述***电源为所述控制电路的电源。
(10)一种蓄电装置，具备：蓄电池；充电放电部，连接于所述蓄电池；以及控制电路，控制所述充电放电部的状态，并且经由非锁存类型的第二继电器的接点而与***于***电源与负载之间的锁存类型的第一继电器连接。
附图标记说明
RL1、RL2 继电器
L1 合闸线圈
L2 跳闸线圈
L3 操作线圈
SW 开关
S、S’ 接点
1 ***电源
2 分散电源
3 蓄电***
5 一般负载
8 特定负载
9 蓄电池
10 双向转换装置。

Claims (9)

1.一种电力供给装置，具备：
锁存类型的第一继电器，所述锁存类型的第一继电器***于***电源与负载之间，并具有开关、使所述开关断开的跳闸线圈和使所述开关闭合的合闸线圈；
蓄电***，所述蓄电***具有***于蓄电池与所述负载之间的充电放电部；
非锁存类型的第二继电器，所述非锁存类型的第二继电器具有接点以及断开闭合所述接点的操作线圈，所述操作线圈连接于所述***电源与所述负载之间；以及
控制电路，所述控制电路经由所述第二继电器的所述接点而与所述第一继电器连接，
使所述控制电路经由所述第二继电器的所述接点而对所述第一继电器的所述跳闸线圈通电。
2.根据权利要求1所述的电力供给装置，其中，
所述负载是在停电时需要供给电力的负载。
3.根据权利要求1所述的电力供给装置，其中，
在所述***电源与所述负载之间连接有所述第二继电器的所述操作线圈。
4.根据权利要求1所述的电力供给装置，其中，
所述第一继电器的所述合闸线圈连接于所述***电源。
5.根据权利要求1所述的电力供给装置，其中，
分散电源连接于所述***电源与所述负载之间。
6.根据权利要求5所述的电力供给装置，其中，
使所述分散电源为所述控制电路的电源。
7.根据权利要求1所述的电力供给装置，其中，
使所述蓄电***的所述蓄电池为所述控制电路的电源。
8.根据权利要求1所述的电力供给装置，其中，
使所述***电源为所述控制电路的电源。
9.一种蓄电装置，具备：
蓄电池；
充电放电部，所述充电放电部连接于所述蓄电池；以及
控制电路，所述控制电路控制所述充电放电部的状态，并且经由非锁存类型的第二继电器的接点而与***于***电源与负载之间的锁存类型的第一继电器连接，
使所述控制电路经由所述第二继电器的所述接点而对所述第一继电器的跳闸线圈通电。
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