JP2015211551A - 切替装置、電力供給システムおよび切替方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】システム全体の変更を抑制しつつ、複数の蓄電装置を切り替えることができる切替装置を提供する。【解決手段】切替装置は、複数の蓄電装置に接続される第1接続部102と、パワーコンディショナに接続される第2接続部103と、複数の蓄電装置のそれぞれとパワーコンディショナとの間の電力経路の導通および非導通を切り替える切替部101と、複数の蓄電装置のそれぞれから所定フォーマットのデータセットを受信することにより、複数のデータセットを受信する第1通信部151と、複数のデータセットを統合することにより、所定フォーマットの統合データセットを生成する生成部153と、統合データセットをパワーコンディショナに送信する第2通信部152とを備える。【選択図】図4
Description
本発明は、パワーコンディショナに接続される切替装置等に関する。
複数の蓄電装置の切替に関する技術として、特許文献1および特許文献2に記載の技術がある。
しかしながら、複数の蓄電装置の切替を実現するため、電力を供給するためのシステム全体が大きく変更される場合がある。
そこで、本発明は、システム全体の変更を抑制しつつ、複数の蓄電装置を切り替えることができる切替装置等を提供する。
本発明の一態様に係る切替装置は、蓄電装置から所定フォーマットのデータセットを受信した場合に前記蓄電装置から受信した前記データセットに従って動作するパワーコンディショナに接続される切替装置であって、複数の蓄電装置に接続される第1接続部と、前記パワーコンディショナに接続される第2接続部と、前記複数の蓄電装置のそれぞれと前記パワーコンディショナとの間の電力経路の導通および非導通を切り替える切替部と、前記複数の蓄電装置のそれぞれから前記所定フォーマットのデータセットを受信することにより、前記パワーコンディショナに導通している第1蓄電装置からの第1データセットと、前記パワーコンディショナに導通していない第2蓄電装置からの第2データセットとを含む複数のデータセットを受信する第1通信部と、前記複数のデータセットを統合することにより、前記所定フォーマットの統合データセットを生成する生成部と、前記統合データセットを前記パワーコンディショナに送信する第2通信部とを備える。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本発明の一態様に係る切替装置は、システム全体の変更を抑制しつつ、複数の蓄電装置を切り替えることができる。
(本発明の基礎となった知見)
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、複数の蓄電装置の切替に関して、課題を見出した。以下、具体的に説明する。
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、複数の蓄電装置の切替に関して、課題を見出した。以下、具体的に説明する。
昨今、太陽電池の普及および大きな震災の発生を契機として、蓄電システムの普及が加速されつつある。
蓄電システムは、例えば、家庭または工場などの電力需要家において、電力負荷の比較的小さな時間帯に太陽電池によって生成される電力または電力系統から供給される電力を蓄電装置に充電し、電力負荷が比較的大きな時間帯に蓄電装置の電力を放電する。これにより、電力需要家において、電力消費量が平準化され、電力会社からの電力購入量が削減される。また、停電時に備えて、電力が蓄電装置に蓄えられる場合もある。
また、蓄電システムは、例えば、電力の入出力を制御するパワーコンディショナと、電力を蓄電池などに蓄える蓄電装置を備える。蓄電装置は、リチウムイオン電池などの蓄電池を有する場合がある。電力を蓄えることが可能な容量を示す蓄電容量は、蓄電装置によって様々である。
リチウムイオン電池などのような蓄電池は、安全のため、電力の充放電および保持に注意を要する。そのため、蓄電システムは、安全性に配慮した蓄電池制御機構を備える場合がある。蓄電池を安全に取り扱うため、蓄電装置は、電圧、電流および温度などを検知する検知部と、検知により得られる情報をパワーコンディショナへ通知する通信部を備える。パワーコンディショナは、通信によって得た情報を用いて蓄電装置の充放電などを制御することにより、蓄電装置内の蓄電池の安全を確保する。
図1は、参考例における蓄電システムを示す構成図である。図1に示された蓄電システム800は、パワーコンディショナ900と蓄電装置810とを備える。
蓄電装置810は、内部に蓄電池812を有し、蓄電装置810の上位装置であるパワーコンディショナ900と通信するための制御部811を有する。
制御部811は、蓄電装置810内の図示しない検知部により蓄電池812の電圧、電流および温度などの情報を取得し、取得した情報と、蓄電装置810の製造番号および製造年月日などのような固体識別情報とを組み合わせてパワーコンディショナ900へ送信する。あるいは、制御部811は、パワーコンディショナ900からの制御情報を受信する。
制御部811は、さらに、蓄電装置810内の蓄電池812を安全に維持し、かつ、蓄電装置810を保護するため、蓄電装置810内の検知部からの情報、および、パワーコンディショナ900からの情報に応じて蓄電装置810を制御する。
パワーコンディショナ900は、内部に、パワーコンディショナ900の下位装置である蓄電装置810と通信するための制御部901を持つ。また、制御部901は、さらに、パワーコンディショナ900内の図示しないDC/DCコンバータ、双方向のDC/ACインバータ、および、保護部などを制御する。パワーコンディショナ900内のDC/DCコンバータは、電力線等を介して、蓄電装置810内の蓄電池812に接続され、蓄電池812に充電または放電させる。
また、パワーコンディショナ900は、電力系統910および負荷(負荷装置)920に接続されている。パワーコンディショナ900内のDC/ACインバータは、DC/DCコンバータ側の直流電力と、電力系統910側の交流電力とを双方向に変換することが可能である。具体的には、DC/ACインバータは、電力系統910とDC/DCコンバータとの間の電力の授受、および、負荷920への電力供給を行う。
図1の例では、パワーコンディショナ900は、太陽電池930から直流電力を受け取り、内部のDC/ACインバータおよびDC/DCコンバータを用いて、受け取った直流電力を制御する。
また、パワーコンディショナ900は、内部の制御部901と蓄電装置810の制御部811との間の通信により、蓄電池812および蓄電装置810の情報を取得し、蓄電装置810による充電および放電を制御する。また、パワーコンディショナ900は、太陽電池930から電力を受け取り、負荷920へ電力を供給する。
太陽電池930および電力系統910からの供給電力よりも負荷920からの要求電力が小さい場合、パワーコンディショナ900は、蓄電装置810に充電させることにより余剰電力を蓄電する。太陽電池930および電力系統910からの供給電力よりも負荷920の要求電力が大きい場合、パワーコンディショナ900は、蓄電装置810に放電させることにより不足電力を補う。これにより、パワーコンディショナ900は、電力の平準化、あるいは、停電時の電力確保を行う。
蓄電システム800が運用される状況は様々である。また、家庭、集合住宅、店舗または工場等である需要家の規模、あるいは、蓄電システム800の運用方法によって、蓄電装置810に要求される蓄電容量は様々である。運用状況の変化により蓄電容量が不足する場合もある。その場合には蓄電容量を増加したいという要求が発生する。
しかしながら、蓄電システム800を構成するパワーコンディショナ900または蓄電装置810などが大型または高価な場合がある。また、蓄電システム800が電力系統910と連携して運転を行う場合、蓄電システム800の変更が電力系統910へ影響する可能性がある。そのため、蓄電システム800を変更することは難しく、蓄電容量を増やしたくても蓄電システム800の全体を増強することは困難である。
設置済みの蓄電システム800を変更することなく、簡単に、蓄電装置810の容量を増設できれば、蓄電システム800の利便性がさらに向上する。
複数の蓄電装置を使用する方法として、複数の蓄電装置のうち、充放電させる蓄電装置を切り替える方法がある。例えば、パワーコンディショナと複数の蓄電装置との間の接続を切替部によって選択的に切替ながら使用する方法がある(特許文献1参照)。また、複数の蓄電装置の切替において、切替前のパラメータから切替後のパラメータへ連続的にパラメータを変化させる方法がある(特許文献2参照)。
しかしながら、切替の制御方法はシステム開発時に予め定められている。そのため、システムにおける切替可能な蓄電装置の個数もシステム開発時に予め定められている。すなわち、システム開発時の想定以上の蓄電装置の増設は、困難であり、システム全体の変更を引き起こす可能性がある。
そこで、本発明の一態様に係る切替装置は、蓄電装置から所定フォーマットのデータセットを受信した場合に前記蓄電装置から受信した前記データセットに従って動作するパワーコンディショナに接続される切替装置であって、複数の蓄電装置に接続される第1接続部と、前記パワーコンディショナに接続される第2接続部と、前記複数の蓄電装置のそれぞれと前記パワーコンディショナとの間の電力経路の導通および非導通を切り替える切替部と、前記複数の蓄電装置のそれぞれから前記所定フォーマットのデータセットを受信することにより、前記パワーコンディショナに導通している第1蓄電装置からの第1データセットと、前記パワーコンディショナに導通していない第2蓄電装置からの第2データセットとを含む複数のデータセットを受信する第1通信部と、前記複数のデータセットを統合することにより、前記所定フォーマットの統合データセットを生成する生成部と、前記統合データセットを前記パワーコンディショナに送信する第2通信部とを備える。
これにより、切替装置は、複数の蓄電装置から複数のデータセットを所定フォーマットで取得し、統合データセットを所定フォーマットでパワーコンディショナへ送信する。したがって、各蓄電装置およびパワーコンディショナでは、直接接続と同様の通信が可能である。よって、切替装置は、パワーコンディショナおよび蓄電装置を含むシステム全体の変更を抑制しつつ、複数の蓄電装置を切り替えることができる。また、切替装置は、複数の蓄電装置から得られる情報を適切にパワーコンディショナに通知することができる。
また、例えば、前記生成部は、前記複数のデータセットから得られる統計値を含む前記統合データセットを生成してもよい。
これにより、切替装置は、複数の蓄電装置から統計的に得られる値を所定フォーマットに従ってパワーコンディショナへ送信することができる。すなわち、切替装置は、複数の蓄電装置を全体として1つの蓄電装置とみなした統計値をパワーコンディショナへ送信することができる。
また、例えば、前記生成部は、前記複数のデータセットの1つに含まれる値を含む前記統合データセットを生成してもよい。
これにより、切替装置は、複数の蓄電装置から得られる複数の値を所定フォーマットに従って選択的にパワーコンディショナへ送信することができる。
また、例えば、前記生成部は、前記第1データセットに含まれる値を含む前記統合データセットを生成してもよい。
これにより、切替装置は、パワーコンディショナに導通している蓄電装置から得られる値を所定フォーマットに従ってパワーコンディショナへ送信することができる。
また、例えば、前記生成部は、前記第2データセットに含まれる値を含む前記統合データセットを生成してもよい。
これにより、切替装置は、パワーコンディショナに導通していない蓄電装置から得られる値を所定フォーマットに従ってパワーコンディショナへ送信することができる。例えば、切替装置は、将来パワーコンディショナに導通する可能性がある蓄電装置から得られる値をパワーコンディショナへ送信することができる。
また、例えば、前記生成部は、前記複数のデータセットに含まれる複数の値のうち、規定された正常範囲外の値を含む前記統合データセットを生成してもよい。
これにより、切替装置は、複数の蓄電装置のうちのいずれかの蓄電装置の異常を所定フォーマットに従ってパワーコンディショナへ送信することができる。
また、例えば、前記所定フォーマットには、第1パラメータと第2パラメータとを含む複数のパラメータが規定されており、前記生成部は、(i)前記第1パラメータについて、第1統合方式に従って得られる値を含み、(ii)前記第2パラメータについて、前記第1統合方式とは異なる第2統合方式に従って得られる値を含む前記統合データセットを生成してもよい。
これにより、切替装置は、パラメータ毎に定められた統合方式に従って得られる値をパワーコンディショナへ送信することができる。
また、例えば、前記生成部は、(i)前記第1パラメータについて、前記複数のデータセットから得られる統計値を含み、(ii)前記第2パラメータについて、前記複数のデータセットの1つに含まれる値を含む前記統合データセットを生成してもよい。
これにより、切替装置は、複数の蓄電装置から統計的に得られる値と、複数の蓄電装置から選択的に得られる値とをパラメータに応じてパワーコンディショナへ送信することができる。
また、例えば、前記生成部は、(i)前記第1パラメータについて、前記第1データセットに含まれる値を含み、(ii)前記第2パラメータについて、前記第2データセットに含まれる値を含む前記統合データセットを生成してもよい。
これにより、切替装置は、パワーコンディショナに導通している蓄電装置から得られる値と、パワーコンディショナに導通していない蓄電装置から得られる値とをパワーコンディショナへ送信することができる。
また、例えば、前記生成部は、ユーザーによって指定された蓄電装置から受信されるデータセットを除いて、前記複数のデータセットを統合してもよい。
これにより、切替装置は、特定の蓄電装置を除く複数の蓄電装置から得られる情報をパワーコンディショナに送信することができる。
また、例えば、前記第1接続部は、さらに、新たな蓄電装置に接続され、前記生成部は、前記新たな蓄電装置から受信したデータセットを含む前記複数のデータセットを統合してもよい。
これにより、切替装置は、新たに接続された蓄電装置から得られる情報をパワーコンディショナに送信することができる。
また、例えば、前記第2通信部は、さらに、前記パワーコンディショナから要求信号を受信し、前記生成部は、前記第2通信部で受信した前記要求信号が電流値を要求するための信号である場合、前記第1データセットに含まれる電流値を含む前記統合データセットを生成し、前記第2通信部で受信した前記要求信号が容量値を要求するための信号である場合、前記第1データセットに含まれる容量値と前記第2データセットに含まれる容量値とを含む複数の容量値の統計値を含む前記統合データセットを生成してもよい。
これにより、切替装置は、パワーコンディショナからの要求信号に対して適切に応答することができる。また、切替装置は、要求されるパラメータの特性に応じて、適切な値をパワーコンディショナへ送信することができる。
また、例えば、前記切替装置は、さらに、他の切替装置に接続される第3接続部と、前記他の切替装置から前記所定フォーマットのデータセットを受信する第3通信部とを備え、前記生成部は、前記他の切替装置から受信した前記データセットを含む前記複数のデータセットを統合してもよい。
これにより、切替装置は、切替装置に直接接続される蓄電装置のみでなく、他の切替装置から得られる情報を用いて、パワーコンディショナへ送信するための情報を生成することができる。すなわち、切替装置は、他の切替装置と連携して動作することができる。
また、例えば、前記第2接続部は、さらに、前記パワーコンディショナの代わりに他の切替装置に接続され、前記第2通信部は、さらに、前記パワーコンディショナの代わりに前記他の切替装置へ前記統合データセットを送信してもよい。
これにより、切替装置が、他の切替装置に対する蓄電装置のように動作することができる。
また、例えば、前記第1接続部は、さらに、前記複数の蓄電装置のうちの1つの代わりに他の切替装置に接続され、前記第1通信部は、さらに、前記複数の蓄電装置のうちの1つの代わりに前記他の切替装置から前記所定フォーマットのデータセットを受信し、前記生成部は、前記他の切替装置から受信した前記データセットを含む前記複数のデータセットを統合してもよい。
これにより、他の切替装置が蓄電装置として切替装置に接続される。したがって、より柔軟な構成が実現される。
また、例えば、前記統計値は、平均値、合計値、最大値、最小値、中央値または最頻値でもよい。
これにより、切替装置は、統計的に得られる様々な値のうちのいずれかを統計値として用いることができる。
また、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
ここで、電力線および通信線は、主に、複数の装置の間の電力線および通信線を意味するが、装置内の電力線および通信線を意味する場合もある。
(実施の形態1)
図2は、本実施の形態における蓄電システムを示す構成図である。図2において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図2は、本実施の形態における蓄電システムを示す構成図である。図2において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図2に示された蓄電システム111は、パワーコンディショナ900、切替装置100および蓄電装置810、820を備える。切替装置100は、切替部101、第1接続部102、第2接続部103、第3接続部104、および、制御部150等を備える。
第2接続部103は、切替装置100の上位装置であるパワーコンディショナ900に電力線および通信線を介して接続される。第2接続部103は、パワーコンディショナ900に接続される通信線を切替装置100内の制御部150に接続するための通信端子UC1を有する。また、第2接続部103は、パワーコンディショナ900に接続される電力線を切替装置100内の切替部101に接続するための電力端子UP1、UM1を有する。
つまり、パワーコンディショナ900に接続される通信線が通信端子UC1に接続され、パワーコンディショナ900に接続される電力線が電力端子UP1、UM1に接続される。
第1接続部102は、切替装置100の下位装置である蓄電装置810、820に電力線および通信線を介して接続される。第1接続部102は、蓄電装置810、820の通信線を切替装置100内の制御部150に接続するための通信端子LC11、LC12を有する。また、第1接続部102は、蓄電装置810、820に接続される電力線を切替装置100内の切替部101に接続するための電力端子LP11、LM11、LP12、LM12を有する。
蓄電装置810に接続される通信線は通信端子LC11に接続され、蓄電装置810に接続される電力線は電力端子LP11、LM11に接続される。さらに、蓄電装置820に接続される通信線は通信端子LC12に接続され、蓄電装置820に接続される電力線は電力端子LP12、LM12に接続される。
なお、図2では通信線が単線で記載されているが複数線で構成されてもよい。また、蓄電装置810、820が内部に有する蓄電池812、822のそれぞれは、複数の蓄電池を含んでもよい。そして、それぞれに含まれる複数の蓄電池は、直列に、または、並列に、あるいは、それらの組み合わせで(直並列に)接続した構成でもよい。
図2において、電力端子UP1、LP11、LP12に接続される電力線はプラスの電力線であり、電力端子UM1、LM11、LM12に接続される電力線はマイナスの電力線である。通信端子UC1、LC11、LC12を通る通信経路は、切替装置100内の制御部150につながっている。電力端子UP1、LP11、LP12、UM1、LM11、LM12を通る電力経路は、切替装置100内の切替部101につながっている。
切替部101は、パワーコンディショナ900からの電力経路を、蓄電装置810からの電力経路、および、蓄電装置820からの電力経路に選択的に導通させる、あるいは、導通させないことが可能である。また、切替部101は、スイッチS11、S21、S12、S22、および、抵抗R11、R12を備える。
スイッチS11は、パワーコンディショナ900からの電力経路と、蓄電装置810からの電力経路とを導通させることが可能である。スイッチS21は、パワーコンディショナ900からの電力経路と、蓄電装置810からの電力経路とを抵抗R11を介して導通させることが可能である。
スイッチS12は、パワーコンディショナ900からの電力経路と、蓄電装置820からの電力経路とを導通させることが可能である。スイッチS22は、パワーコンディショナ900からの電力経路と、蓄電装置820からの電力経路とを抵抗R12を介して導通させることが可能である。
スイッチS11、S21、S12、S22は、電気的な導通を制御可能な部品である。例えば、スイッチS11、S21、S12、S22のそれぞれは、メカニカルリレーでもよいし、IGBTまたはパワーMOSFETなどの半導体素子でもよい。
切替装置100は、検知部VU、VL1、VL2、IU、IL1、IL2を備えていてもよい。例えば、検知部VUは、パワーコンディショナ900に接続される電力線を接続するための電力端子UP1およびUM1の間の電圧を検知する電圧センサである。検知部IUは、パワーコンディショナ900からの電力経路の電流を検知する電流センサである。
また、検知部VL1は、蓄電装置810に接続される電力線を接続するための電力端子LP11およびLM11の間の電圧を検知する電圧センサである。検知部IL1は、蓄電装置810からの電力経路の電流を検知する電流センサである。検知部VL2は、蓄電装置820に接続される電力線を接続するための電力端子LP12およびLM12の間の電圧を検知する電圧センサである。検知部IL2は、蓄電装置820からの電力経路の電流を検知する電流センサである。
この場合、検知部VU、VL1、VL2、IU、IL1、IL2のそれぞれの検知情報MVU、MVL1、MVL2、MIU、MIL1、MIL2は図示しない信号線によって制御部150に送られる。また、制御部150は、スイッチS11、S21、S12、S22をそれぞれ開閉するための制御信号CS11、CS21、CS12、CS22を出力し、スイッチS11、S21、S12、S22の開閉を制御する。
図2では、2台の蓄電装置810、820が切替装置100に接続される例が示されている。3台以上の蓄電装置が切替装置100に接続されるように、切替装置100は、蓄電装置の数に応じて、通信端子、電力端子、スイッチ、抵抗、通信経路、および、電力経路を備えてもよい。
3台以上の蓄電装置が接続可能である場合も、上位装置と各下位装置との間の電力経路の導通および非導通を切り替える切替部101は、下位装置のいずれかと上位装置とが導通するように、あるいは、全ての下位装置と上位装置とが導通しないように制御する。切替装置100に接続される蓄電装置の数は、切替装置100に接続可能な蓄電装置の最大数でもよいし、切替装置100に接続可能な蓄電装置の最大数よりも少ない任意の数でもよい。
切替装置100内の制御部150は、通信端子UC1を介して、パワーコンディショナ900内の制御部901からデータ(データセット)を受信したり、制御部901へデータを送信したりする。また、制御部150は、通信端子LC11を介して、蓄電装置810内の制御部811からデータを受信したり、制御部811へデータを送信したりする。また、制御部150は、通信端子LC12を介して、蓄電装置820内の制御部821からデータを受信したり、制御部821へデータを送信したりする。
蓄電装置810、820は、それぞれ、内部に蓄電池812、822を有する。そして、蓄電装置810、820は、蓄電池812、822に充放電させるため、あるいは、蓄電池812、822を安全に使用するため、内部の図示しない検知部を介して、蓄電池812、822の電圧、充放電流および温度などの情報を検知する。そして、制御部811、821は、通信線を介して切替装置100へ情報をそれぞれ送信する。
また、制御部811、821は、通信線を介して、切替装置100から情報を受け取り、受信した情報、および、蓄電装置810、820内で検知した情報を用いて蓄電装置810、820内の図示しない保護部を制御して保護動作などを行う。
また、切替装置100は、切替装置100と同じ構成を有する他の切替装置と通信を行うための通信端子N11、N12を備えてもよい。例えば、第3接続部104が通信端子N11、N12を有する。通信端子N11は、上位の切替装置と通信するための端子であり、通信端子N12は、下位の切替装置と通信するための端子である。通信端子N11、N12は、それぞれ別々の他の切替装置と通信してもよい。また、通信端子N11、N12はそれぞれ複数持ってもよい。
本実施の形態では、通信端子N11、N12に他の切替装置が接続されない状態での例を説明する。通信端子N11、N12に他の切替装置が接続されない場合、切替装置100は、通信端子N11、N12を有していなくてもよい。通信端子N11、N12等を用いて複数の切替装置の間で通信を行う動作については実施の形態3で説明する。
図3は、図2における制御部150を示す構成図である。図3に示された制御部150は、第1通信部151、第2通信部152、第3通信部156、生成部153、切替制御部157、および、記憶部158を備える。切替制御部157は、切替判定部154、および、導通制御部155を備える。
第1通信部151は、切替装置100の下位装置と通信するための通信部であり、第2通信部152は、切替装置100の上位装置と通信するための通信部である。図2において、切替装置100の下位装置は、蓄電装置810、820であり、上位装置はパワーコンディショナ900である。
図3では、2台の下位装置が、第1通信部151への通信経路に接続される例が記載されている。3台以上の下位装置が、第1通信部151への通信経路に接続可能でもよい。また、図2のように下位装置が2台の場合、2台の下位装置が第1通信部151への2つの通信経路に接続可能でもよいし、3台以上の下位装置が接続可能な複数の通信経路に、2台の下位装置のみが接続されてもよい。
また、第3通信部156は、切替装置100が他の切替装置と通信するための通信部である。切替装置100が通信端子N11、N12を有する場合、第3通信部156は、通信端子N11、N12を介して他の切替装置と通信することができる。
記憶部158は、第1通信部151、第2通信部152、第3通信部156、生成部153および切替制御部157からのデータを保持する。また、第1通信部151、第2通信部152、第3通信部156、生成部153、および、切替制御部157が、記憶部158に保持されたデータを参照する。
切替判定部154は、切替装置100内の検知部VU、VL1、VL2、IU、IL1、IL2からの検知情報MVU、MVL1、MVL2、MIU、MIL1、MIL2を受け取る。切替判定部154は、さらに、生成部153、第1通信部151、および、導通制御部155等に対して、情報の受け渡しを行う。
導通制御部155は、切替判定部154から情報を受け取り、切替装置100内の切替部101内のスイッチS11、S21、S12、S22の開閉をそれぞれ制御するための制御信号CS11、CS21、CS12、CS22を送信する。
制御部150が実行する処理は、電子回路、マイクロコンピュータ、コンピュータプログラム、あるいは、それらの組み合わせによって実行されてもよい。
図2において、パワーコンディショナ900は、図1のパワーコンディショナ900と同様に、1台の蓄電装置と通信して1台の蓄電装置に対して充放電を行うことが想定された装置である。
また、図2において、蓄電装置810、820は、図1の蓄電装置810と同様に、1台のパワーコンディショナ900と通信して充放電を実施することが想定された装置である。パワーコンディショナ900と蓄電装置810、820のそれぞれとの間で行われる通信のデータフォーマットは予め定められた既知のフォーマットである。
図2において、切替装置100は、1台のパワーコンディショナ900と、2台の蓄電装置810、820との間に挿入される。そして、切替装置100は、2台の蓄電装置810、820のいずれかとパワーコンディショナ900との間の電力経路が導通するように切替を行う。そして、切替装置100は、1台のパワーコンディショナと1台の蓄電装置で構成される蓄電システムに、さらに1台の蓄電装置を増設することを可能にする。
切替装置100は、蓄電装置810、820、および、パワーコンディショナ900のそれぞれに通信線を介して接続される。そして、切替装置100は、蓄電装置810、820のそれぞれと、パワーコンディショナ900との間の電力経路の導通および非導通を切り替える。その際、切替装置100は、蓄電装置810、820、および、パワーコンディショナ900から受信した情報、および、切替装置100内の各検知部で検知した情報のいずれかあるいは組み合わせを用いる。
このように切替装置100が動作することにより、パワーコンディショナ900は、切替装置100に電力線を介して接続された蓄電装置810、820のいずれかに充放電させることができる。
図1の蓄電システム800において、蓄電装置810がパワーコンディショナ900へ送信していた蓄電装置810の状態を示すパラメータを含むデータを、図2の蓄電システム111では、切替装置100内の制御部150が受信する。図2の蓄電システム111において、2台の蓄電装置810、820が通信線を介して切替装置100に接続され、切替装置100は2台の蓄電装置810、820からデータを受信する。これらのデータは、蓄電装置810、820の状態を示すパラメータを含む。
切替装置100の制御部150は、パラメータの種類に応じて、いずれかの蓄電装置の値を選択する、あるいは、複数の蓄電装置の統計値を選択することにより、1台分の蓄電装置のデータを生成する。その際、切替装置100は、パワーコンディショナ900と蓄電装置810、820との間の所定のデータフォーマットを満たすデータを生成し、パワーコンディショナ900へ送信する。パワーコンディショナ900は、切替装置100から受信したデータを1台の蓄電装置のデータとして扱うことができる。
パワーコンディショナ900から送信されたデータは、切替装置100の制御部150を介して、切替装置100に接続された2台の蓄電装置810、820の両方へそれぞれ送信される。パワーコンディショナ900が、データの送信要求を送信していた場合、2台の蓄電装置810、820の両方が応答をパワーコンディショナ900へ向けて送信する。そのため、切替装置100は、自身に接続された2台の蓄電装置810、820からデータを受信する。
このような処理により、パワーコンディショナ900は1台の蓄電装置を扱う場合と同様の処理のままで充放電を制御することができる。そして、パワーコンディショナ900、および、蓄電装置810、820の構成が変更されることなく、蓄電システム111において2台の蓄電装置810、820の利用が可能である。
図4は、図2に示された切替装置100を示す構成図である。切替装置100は、図2および図3に示された構成要素のうち、図4に示された構成要素のみを備えてもよい。図4に示された切替装置100は、切替部101、第1接続部102、第2接続部103、第1通信部151、第2通信部152、および、生成部153を備える。
また、切替装置100は、パワーコンディショナ900に接続される。パワーコンディショナ900は、蓄電装置810等から所定フォーマットのデータセットを受信した場合に蓄電装置810等から受信したデータセットに従って動作する。
第1接続部102は、蓄電装置810、820等に接続される。第2接続部103は、パワーコンディショナ900に接続される。切替部101は、蓄電装置810、820等のそれぞれとパワーコンディショナ900との間の電力経路の導通および非導通を切り替える。
第1通信部151は、蓄電装置810、820等のそれぞれから所定フォーマットのデータセットを受信することにより、複数のデータセットを受信する。例えば、複数のデータセットは、パワーコンディショナ900に導通している蓄電装置810からの第1データセットと、パワーコンディショナ900に導通していない蓄電装置820からの第2データセットとを含む。
生成部153は、複数のデータセットを統合することにより、所定フォーマットの統合データセットを生成する。第2通信部152は、統合データセットをパワーコンディショナ900に送信する。
図5は、図2に示されたパワーコンディショナ900を示す構成図である。パワーコンディショナ900は、DC/DCコンバータ903、904、DC/ACインバータ902、DCバス905、制御部901、および、UI部909を備える。制御部901は、充放電制御部906、通信部907、および、記憶部908を備える。
DC/DCコンバータ903は、DC/ACインバータ902で受け取ることができる電圧へ、太陽電池930からの電力の電圧を変換する。DC/DCコンバータ904は、DC/ACインバータ902で受け取ることができる電圧へ、蓄電装置810または切替装置100等からの電力の電圧を変換する。また、DC/DCコンバータ904は、蓄電装置810または切替装置100等で受け取ることができる電圧へ、DC/ACインバータ902からの電力の電圧を変換する。
DCバス905は、DC/DCコンバータ903、904およびDC/ACインバータ902等に接続される。
DC/ACインバータ902は、太陽電池930、蓄電装置810および切替装置100等からの直流電力を電力系統910および負荷920への交流電力に変換する。通信部907は、蓄電装置810または切替装置100等からデータを受信し、記憶部908へデータを格納する。UI部(ユーザーインターフェース部)909は、記憶部908へ格納されたデータに基づいて、ユーザーへ情報を通知する。あるいは、UI部909は、ユーザーの操作によって得られるデータを記憶部908に格納する。
記憶部908は、通信部907、UI部909および充放電制御部906から得られるデータを記憶する。充放電制御部906は、通信部907および記憶部908から得られるデータに基づいて、DC/DCコンバータ904の動作を制御することにより、蓄電装置810等に充放電させる。
図6は、切替装置100の動作を説明するためのフローチャートである。切替装置100は、起動後、図示しない初期化処理により、切替装置100の動作に用いられる変数の初期化などを実施する。その後、切替装置100は、切替装置100の上位装置および下位装置からデータを受信した場合に実行される割り込み処理を許可するための処理を行う(ステップF101)。図2において、切替装置100の上位装置はパワーコンディショナ900であり、切替装置100の下位装置は蓄電装置810、820である。
以降、切替装置100は、上位装置または下位装置からデータを受信した場合、それぞれに対応する処理を行うための、図示されない割り込み処理を実行する。
また、切替装置100は、起動後、初回の通信を待つ。つまり、切替装置100は、上位装置あるいは下位装置からの通信を待ち、データを取得する(ステップF102)。通信が開始されないまま、待ち時間が規定の時間を越えた場合、あるいは、通信試行回数が規定の回数を越えた場合、切替装置100は、切替装置100の動作を停止するためのタイムアウト処理を行ってもよい。
切替装置100は、パワーコンディショナ900から下位装置へ応答を要求するためのデータ(信号)を受信した場合、第1通信部151および通信端子LC11、LC12を介して、パワーコンディショナ900から受信したデータを下位装置へ送信する。蓄電装置810、820が通信端子LC11、LC12に接続され正常に動作している場合、応答要求に対する応答データが蓄電装置810、820から切替装置100の第1通信部151へ送信される。
切替装置100は、この応答データを確認することで、第1接続部102に接続されている蓄電装置810、820等の数と、第1接続部102において蓄電装置810、820等が接続されている端子を識別することができる。
切替装置100に新たな蓄電装置が増設された場合、切替装置100は、新たな蓄電装置から第1通信部151へ送信されたデータを確認し、新たな蓄電装置から送信されたデータを統合対象データに含める。これにより、新たな蓄電装置が増設された場合にも、増設された蓄電装置も含めて、パラメータの統合が可能である。
例えば、図2において、切替装置100に蓄電装置810のみが接続されている場合、切替装置100は、蓄電装置810のみからデータを受信し、蓄電装置810のデータ(パラメータ)をパワーコンディショナ900へ送信する。その後、蓄電装置820が増設された場合、切替装置100は、蓄電装置820からデータを受信するため、蓄電装置810のデータおよび蓄電装置820のデータを統合して、パワーコンディショナ900へ送信するためのデータを生成する。
通信が成功した場合、次に、切替装置100は、各装置の運転状態を確認する(ステップF103)。切替装置100は、パワーコンディショナ900からデータを受信できない、あるいは、全ての下位装置からデータを受信できない、あるいは、切替装置100の検知部を用いて切替装置100が正常に動作していないと判断した場合、切替装置100の動作を停止するための処理を行ってもよい。
次に、切替装置100は、切替要否判定処理を行う(ステップF151)。例えば、図3の切替判定部154は、蓄電装置810、820において、パワーコンディショナ900と電力経路を導通させる蓄電装置を切り替えるか否かを判定する。より具体的には、切替判定部154は、蓄電装置810、820からの情報(データ)、および、切替装置100内の検知部からの情報(データ)のいずれか、あるいは、これらの組み合わせに基づいて、切替の要否を判定する。
次に、切替判定部154は、切替要否判定処理の結果を確認する(ステップF104)。切替判定部154は、切替要否判定処理で切替が必要と判定された場合、切替装置100に接続された蓄電装置810、820等から、パワーコンディショナ900と電力経路を導通させる蓄電装置を選択するための切替先選択処理を行う(ステップF152)。
切替判定部154が切替先選択処理で切替先の蓄電装置を決定した後、導通制御部155が切替部101内のスイッチS11、S21、S12、S22を制御して、パワーコンディショナ900と導通する電力経路の切替のための導通切替処理を行う(ステップF153)。導通制御部155は、切替先として選択された1台の蓄電装置のみがパワーコンディショナ900と電力経路が導通している状態になるように切替を行う。その後、切替装置100は、運転状態の確認から同様の処理を繰り返す。
次に、切替装置100が切替装置100の上位装置であるパワーコンディショナ900からデータを受信した場合の処理を具体的に説明する。
第2通信部152がパワーコンディショナ900から受信したデータは、第1通信部151を介して切替装置100の全ての下位装置へそのまま送信される。例えば、図2では下位装置である蓄電装置810、820へデータが送信される。なお、このような処理は、上位装置からデータ受信時に、割り込み処理として実行される。あるいは、このような処理は、定期的な処理として実行されてもよいし、全体の処理に影響しないように通信タイミングが調整されてもよい。
次に、切替装置100が切替装置100の下位装置である蓄電装置810、820からデータを受信した場合の処理を具体的に説明する。切替装置100の生成部153は、第1通信部151を介して、下位装置である蓄電装置810、820のデータを受信する。
図7は、蓄電装置810等の状態を示すパラメータの例を示す図である。蓄電装置810等からパワーコンディショナ900へ送信されるデータは、既知のデータフォーマットに従う。図7に示されたパラメータI80は、この既知のデータフォーマットで規定されたパラメータであって、蓄電装置の状態を示すパラメータである。すなわち、これらのパラメータは、蓄電装置810等から取得されるデータに含まれる。
切替装置100内の生成部153は、第1通信部151を介して、蓄電装置810、820のそれぞれからデータを取得し、それぞれの状態を示すパラメータを取得する。その後、生成部153は、各パラメータについて、複数の値のいずれかを選択する、あるいは、複数の値から計算される統計値を選択することによって、送信パラメータを生成する。
ここで、統計値は、切替装置100に接続された複数の蓄電装置の平均値、合計値、最大値、最小値、中央値または最頻値などであってよい。また、平均値は、他のパラメータの値に基づく重み付けをした平均値などであってよい。
生成部153は、生成した送信パラメータに、蓄電装置810、820とパワーコンディショナ900との間の通信の既知のデータフォーマットを適用して、既知のデータフォーマットのデータを生成する。そして、第2通信部152が、上位装置であるパワーコンディショナ900へ、生成部153で生成されたデータを送信する。
このようにデータを統合することで得られるデータは、蓄電装置810あるいは蓄電装置820からのデータと同じデータフォーマットに加工されている。そのため、上位装置であるパワーコンディショナ900は、切替装置100から受信したデータを1台の蓄電装置のデータとみなすことができる。
図7に記載した各パラメータの内容について説明する。
製造番号は、蓄電装置の固体識別に用いられるパラメータである。蓄電装置毎に異なる記号、番号あるいはその組み合わせが製造番号として与えられている。
製造年月日は、蓄電装置がいつ製造されたかを示すパラメータである。
満充電容量は、蓄電装置の満充電時の蓄電容量を絶対値で表すパラメータである。
充電状態は、満充電容量のうち現在どの程度蓄電装置に充電されているかを示すパラメータである。本実施の形態で、充電状態は、満充電容量に対する比率で表される。
蓄電池電圧は、蓄電装置内の蓄電池の電圧を示すパラメータである。蓄電池電圧は、通常、蓄電池の充電状態によって変化することが知られている。
蓄電池電流は、蓄電装置内の蓄電池の電流を示すパラメータである。蓄電池電流は蓄電池が充電あるいは放電される際に蓄電装置内の電力線を流れる電流である。
蓄電池温度は、蓄電装置内の蓄電池の温度を示すパラメータである。
これらのパラメータに、蓄電装置の動作状態を示すパラメータである状態フラグが含まれてもよい。状態フラグは、正常状態または異常状態などのような、蓄電装置の運転状態を示す。例えば、状態フラグは、通常状態または異常状態などを示す値を有する。さらに、状態フラグは、通常状態のうち、充電中または放電中などの動作状態を示す値を有してもよい。
また、交換またはメンテナンスなどで取り外すことが予定された蓄電装置が蓄電システム111内で使用されることを避けるため、この蓄電装置の状態フラグは使用不可を示す値を有する。本実施の形態では、状態フラグを使用不可に設定することを除外指定と呼称する。例えば、このような除外指定はメンテナンスモードと呼ばれるモードに関連する。
ここで、状態フラグが除外指定の値を有する蓄電装置は、ユーザーあるいはパワーコンディショナ900によって、蓄電システム111内で使用不可に設定されている。
パワーコンディショナ900は、通信を用いて蓄電装置の状態フラグを変更することにより状態フラグに除外指定の値を設定することができる。ユーザーは、蓄電装置あるいはパワーコンディショナ900の操作盤を用いて状態フラグに除外指定の値を設定することができる。
また、各パラメータについて、正常範囲が定められている。例えば、正常範囲を示す情報は、記憶部158に記憶されている。切替装置100は、蓄電装置からデータを取得した際に、正常範囲外の値を有する蓄電装置が異常であると判断する。
図7のパラメータ分類は、パラメータの分類である。ここでは、各パラメータが、A群、B群、C群およびD群のいずれかに分類される。具体的には、絶対値で蓄電装置の容量値を表すパラメータは、A群に分類される。比率で蓄電装置の容量値に関する情報を表すパラメータはB群に分類される。蓄電装置の固体識別に関する情報を表すパラメータは、C群に分類される。パワーコンディショナ900が蓄電装置の充放電を制御するため参照するパラメータはD群に分類される。
生成部153は、蓄電装置810、820から受信したパラメータを統合してパワーコンディショナ900へ送信するためのパラメータを生成する際に、このパラメータ分類によって統合方式を変更する。
なお、図7に示されたパラメータ等は例であり、パラメータ等は図7の例に限定されない。充電状態は、満充電容量に対する比率でなく、充電されている容量を絶対値で表されてもよい。この場合、充電状態は、A群に分類される。上記の複数の分類に該当しないパラメータは、C群あるいはD群に分類されてもよい。
図8は、2台の蓄電装置810、820がパワーコンディショナ900へ向けて送信するパラメータを切替装置100が受信し、切替装置100がパワーコンディショナ900へ向けて送信するパラメータを生成する動作を示す図である。ここで、図2に示す蓄電装置810を1台目の蓄電装置と表し、蓄電装置820を2台目の蓄電装置と表す。
パラメータI81は、切替装置100が1台目の蓄電装置810から受信したパラメータを示す。パラメータI82は、切替装置100が2台目の蓄電装置820から受信したパラメータを示す。パラメータI90は、切替装置100がパワーコンディショナ900へ送信するパラメータを示す。図8のパラメータI81、I82、I90の上段は各パラメータの属性を示しており、下段は各パラメータの値を示している。
図8の例において、パワーコンディショナ900と蓄電装置810の電力経路は導通している。パワーコンディショナ900と蓄電装置820の電力経路は導通していない。
この例において、製造番号および製造年月日のように、蓄電装置の固体識別に用いられるパラメータには、パワーコンディショナ900へ送信されるパラメータとして、製造年月日が古い蓄電装置820の値が採用されている。満充電容量には、蓄電装置810と蓄電装置820との合計値が採用されている。充電状態には、蓄電装置810と蓄電装置820との平均値が採用されている。蓄電池電圧、蓄電池電流および蓄電池温度には、パワーコンディショナ900に電力経路が導通している蓄電装置810の値が採用されている。
切替装置100は、採用された値を含むパラメータI90を、1台の蓄電装置のパラメータを示す所定のデータフォーマットのデータとして、パワーコンディショナ900へ送信する。
図9は、切替装置100が下位装置からデータを受信した場合の処理を示すフローチャートである。
切替装置100は、第1通信部151を介して、全ての下位装置からデータを取得する(ステップF201)。例えば、第1通信部151は、下位装置である蓄電装置810、820からデータを取得する。第1通信部151は、取得したデータを生成部153および切替判定部154へ送る。蓄電システム111の動作中に蓄電装置が新たに増設され、新たに増設された蓄電装置のデータが通信により取得された場合、当該蓄電装置のデータも同様に処理される。
切替装置100は、取得したデータ内のパラメータに含まれる状態フラグを確認する。切替装置100は、状態フラグで除外指定された蓄電装置を交換予定等のため蓄電システム111内で使用禁止に指定されている蓄電装置と判定する。当該蓄電装置の全パラメータは、以降のパラメータ統合処理から除外される(ステップF202、F203)。
また、通信端子LC11、LC12に蓄電装置が接続されておらず、蓄電装置からの応答が無い場合、切替判定部154および導通制御部155は、切替部101を制御して、当該蓄電装置の電力経路が上位装置と導通しないように制御する。そして、切替装置100は、上位装置へ送信するためのパラメータは、応答が無い蓄電装置のパラメータを除いて、統合処理を実行する。つまり、図9において、除外対象の蓄電装置は、状態フラグに除外指定の値を有する蓄電装置、あるいは、応答が無い蓄電装置である。
切替装置100は、除外されなかった蓄電装置のパラメータに対して、パラメータ統合処理を実行する(ステップF250)。
具体的には、切替装置100の生成部153は、パラメータ分類に応じて、パラメータ統合処理を行う(ステップF250)。パラメータ統合処理(ステップF250)は、A群のパラメータ処理(ステップF251)、B群のパラメータ処理(ステップF252)、C群のパラメータ処理(ステップF253)、および、D群のパラメータ処理(ステップF254)を含む。生成部153は、パラメータ統合処理(ステップF250)によって、パワーコンディショナ900へ送信するためのパラメータを生成する。
切替装置100の生成部153は、1台の蓄電装置のデータを生成し、生成されたデータをパワーコンディショナ900へ送信する(ステップF204、F205)。パワーコンディショナ900へ送信されるデータは、パラメータ統合処理(ステップF250)で生成されたパラメータの値を含み、パワーコンディショナ900と蓄電装置との間のデータフォーマットに従う。
次に、A群に分類されたパラメータの統合処理について説明する。
切替装置100は、切替装置100に接続されている蓄電装置から受信したデータのうち、蓄電装置の容量を絶対値で示す値について、全蓄電装置の合計値を算出し、算出した合計値をパワーコンディショナ900へ通知する。具体的には蓄電装置に内蔵する蓄電池の初期の容量、満充電容量等が考えられる。
切替装置100に接続されている蓄電装置の数がk台であり、1台目の蓄電装置の満充電容量がCAP1であり、2台目の蓄電装置の満充電容量がCAP2であり、k台目の蓄電装置の満充電容量がCAPkである場合、パワーコンディショナ900へ通知される満充電容量CAPpcsの値は式1で表現される。
例えば、蓄電装置810の満充電容量が5kWhであり、蓄電装置820の満充電容量が5kWhである場合、パワーコンディショナ900へ送信されるパラメータに含まれる満充電容量の値を満充電容量の合計値である10kWhとして送信する。これにより、パワーコンディショナ900は、切替装置100を介して蓄電装置810のみに導通している場合でも、5kWhの満充電容量を有する蓄電装置810ではなく、10kWhの満充電容量を有する1台の蓄電装置が接続していると認識する。
例えば、パワーコンディショナ900のUI部909が、いずれの蓄電装置が接続されているかによらず、蓄電システム111が全体として有する全ての蓄電装置の満充電容量の合計値をユーザーへ通知することができる。ユーザーはパワーコンディショナ900のUI部909を介して、蓄電システム111全体の満充電容量を把握することができる。
満充電容量の合計値の計算処理において、パワーコンディショナ900の対応可能な満充電容量の最大値を満充電容量の合計値が超える場合、パワーコンディショナ900が対応可能な満充電容量の最大値を切替装置100が送信してもよい。
満充電容量は、A群のパラメータの例である。容量に関する値の絶対値を示すその他のパラメータがA群に分類されてもよい。このようなパラメータの値として、生成部153は、合計値を生成してもよい。
次に、B群に分類されたパラメータの統合処理について説明する。
切替装置100は、切替装置100に接続されている蓄電装置から受信したデータのうち、蓄電装置の充電状態等を蓄電装置の容量の比率として表す値について、全蓄電装置の平均値を算出しパワーコンディショナ900へ送信する。
切替装置100に接続されている蓄電装置の数がk台であり、1台目の蓄電装置の充電状態がSOC1(%)であり、2台目の蓄電装置の充電状態がSOC2(%)であり、n台目の蓄電装置の充電状態がSOCn(%)である場合、パワーコンディショナ900へ通知される充電状態SOCpcsの値は式2で表される。
例えば、蓄電装置810の充電状態が80%であり、蓄電装置820の充電状態が20%である場合、パワーコンディショナ900へ送信される充電状態は50%である。
蓄電装置810の満充電容量が5kWhであり、蓄電装置820の満充電容量も5kWhである場合、A群のパラメータ統合処理によって、合計である10kWhの蓄電装置が接続されているとパワーコンディショナ900は認識する。このとき、B群のパラメータ統合処理によって、充電状態が50%としてパワーコンディショナ900に通知される。したがって、パワーコンディショナ900は、蓄電システム111の全体で充電されている容量値が10kWhの50%の5kWhであると認識できる。
このように、切替装置100は、蓄電装置の容量値に対する比率で表現される充電状態等のようなパラメータについて、全蓄電装置のパラメータの平均値をパワーコンディショナへ送信する。これにより、パワーコンディショナ900は、蓄電システム111全体での充電状態等を把握することができる。
なお、異なる大きさの満充電容量を有する複数の蓄電装置が切替装置100に接続され、かつ、切替装置100が蓄電装置の充電状態の平均値をパワーコンディショナ900へ送った場合、パワーコンディショナ900は正しい残容量を計算できない。そこで、切替装置100は、満充電容量に合計値を採用し、かつ、充電状態に各蓄電装置の満充電容量に応じた重み付け平均値を採用してもよい。これにより、パワーコンディショナ900が正しい充電状態を認識することができる。
例えば、1台目の蓄電装置の満充電容量がCAP1、充電状態がSOC1であり、かつ、2台目の蓄電装置の充放電可能容量値がCAP2、充電状態がSOC2であり、n台目の蓄電装置の充放電可能容量値がCAPn、充電状態がSOCnである場合、送信される満充電容量CAPpcsおよび充電状態SOCpcsは、式3および式4で表される。
例えば、蓄電装置810の満充電容量が5kWh、充電状態が20%であり、蓄電装置820の満充電容量が10kWh、充電状態が80%である場合、切替装置100は、15kWhの満充電容量と、60%の充電状態とをパワーコンディショナ900へ送信する。
このように、切替装置100は、満充電容量には合計値を採用した上で、充電状態には各蓄電装置の満充電容量に応じた重み付け平均値を採用する。これにより、異なる大きさの満充電容量を有する複数の蓄電装置が切替装置100に接続された場合でも、パワーコンディショナ900は、正しい残容量を認識することができる。
次に、C群に分類されたパラメータの統合処理について説明する。
切替装置100は、切替装置100に接続されている蓄電装置から受信したデータのうち、蓄電装置の固体識別のための情報を示す値について、全蓄電装置のうち最も使用時間の長い蓄電装置の値をパワーコンディショナ900へ通知する。使用時間を示すパラメータが存在しない場合、切替装置100は、製造されてからの経過時間の長い蓄電装置の値を送信してもよい。
例えば、図8に示すように、蓄電装置810の製造年月日が2012年1月1日であり、蓄電装置820の製造年月日が2010年1月2日である場合、切替装置100は、製造番号および製造年月日に、製造年月日の古い蓄電装置820の値をパワーコンディショナ900へ送信する。つまり、切替装置100は、A010を示す製造番号、および、2010年1月2日を示す製造年月日をパワーコンディショナ900へ送信する。
このように、切替装置100は、蓄電装置の固体識別に用いられるパラメータについて、使用時間の最も長い蓄電装置の値をパワーコンディショナ900へ送信する。これにより、例えば、パワーコンディショナ900は、最も使用時間の長い蓄電装置に基づいて蓄電装置の交換時期を確実にユーザーに通知することができる。そして、長期間切替が行われず、新しい蓄電装置が導通したままである場合でも、古い蓄電装置あるいは使用時間の長い蓄電装置が放置されることを防止することが可能である。
次に、D群に分類されたパラメータの統合処理について説明する。
切替装置100は、切替装置100に接続されている蓄電装置から受信したデータのうち、パワーコンディショナ900が充放電制御に使用するパラメータについて、パワーコンディショナ900に導通されている蓄電装置の値をパワーコンディショナ900へ送信する。パワーコンディショナ900が充放電制御に使用するパラメータは、蓄電池電圧、蓄電池電流、および、蓄電池温度のいずれか、または、これらの組み合わせ等である。
例えば、図8では、パワーコンディショナ900に導通している蓄電装置810の蓄電池電圧が90Vであり、蓄電池電流が20Aであり、蓄電池温度が30℃である。また、パワーコンディショナ900に導通していない蓄電装置820の蓄電池電圧が80Vであり、蓄電池電流が0Aであり、蓄電池温度が20℃である。この場合、切替装置100は、90Vの蓄電池電圧、20Aの蓄電池電流、および、30℃の蓄電池温度をパワーコンディショナ900へ送信する。
このように、切替装置100は、パワーコンディショナ900が充放電制御に使用するパラメータについては、パワーコンディショナ900に導通されている蓄電装置の値を使用する。これにより、他のパラメータの統合方式にかかわらず、パワーコンディショナ900は、充放電制御を正しく行うことができる。
なお、パワーコンディショナ900は、蓄電池温度を、充放電制御ではなく、保護に使用する場合がある。そのため、切替装置100は、蓄電池温度について、切替装置100に接続された複数の蓄電装置の蓄電池温度のうち最も大きな値を採用してもよい。
また、切替装置100に接続されている複数の蓄電装置のうちいずれかの蓄電装置の値が、正常範囲外である場合、切替装置100内の制御部150は、正常範囲外の値を有する蓄電装置は異常であると判定する。そして、制御部150は、上記のパラメータの統合方式にかかわらず、第2通信部152を介して正常範囲外の値をパワーコンディショナ900へ送信してもよい。
例えば、特定のパラメータについて、蓄電装置810の値が正常範囲内であり、蓄電装置820の値が正常範囲外である場合、切替装置100は、そのパラメータについて、上記の統合方式によらず、蓄電装置820の値をパワーコンディショナ900へ送信する。切替装置100は、その他のパラメータについて、上記の統合方式に従って得られる値をパワーコンディショナ900へ送信する。
これにより、パワーコンディショナ900は、切替装置100を介して接続された複数の蓄電装置のいずれかに異常が発生していることを認識することができる。パワーコンディショナ900が蓄電装置の異常に応じて充放電を停止すれば、蓄電システム111において充放電が停止され安全が確保される。
上記の通り、切替装置100は、所定のデータフォーマットのデータを生成し、生成されたデータをパワーコンディショナ900へ送信する。
例えば、切替装置100は、1台目の蓄電装置810のデータに含まれる満充電容量を上記の統合方式に基づいて得られた満充電容量に入れ替えてもよい。同様に、切替装置100は、1台目の蓄電装置810のデータに含まれる他のパラメータの値を上記の統合方式に基づいて得られた値に入れ替えてもよい。これにより、切替装置100は、所定のデータフォーマットのデータを生成することができる。切替装置100は、1台目の蓄電装置810のデータの代わりに、2台目の蓄電装置820のデータを用いてもよい。
なお、上記のデータの生成方法は例であり、データの生成方法は上記の例に限られない。また、図9の処理は、下位装置からデータを受信した際に割り込み処理として実行される。この処理は、通信タイミングを調整することで、定期的に実行されてもよい。また、A群に対応する統合方式、B群に対応する統合方式、C群に対応する統合方式、および、D群に対応する統合方式のうち、いずれかのみが全てのパラメータに対して行われてもよい。これらの統合方式が任意に組み合わされてもよい。
また、A群のパラメータ処理、B群のパラメータ処理、C群のパラメータ処理、D群のパラメータ処理の順番は、入れ替えて実施されてもよい。また、図7および図8のパラメータは例であり、パラメータは、図7または図8の例に限定されず、その他のパラメータが用いられてもよい。
次に、図6の各処理について具体的に説明する。
図6の切替要否判定処理において、切替判定部154は、パワーコンディショナ900に導通している蓄電装置を別の蓄電装置に切り替えるか否かを判定する。例えば、パワーコンディショナ900に導通している蓄電装置の充電状態が低い場合、過放電の可能性がある。また、パワーコンディショナ900に導通している蓄電装置の充電状態が高い場合、過充電の可能性がある。
すなわち、パワーコンディショナ900に導通している蓄電装置の充電状態が所定の閾値ESOCよりも低い場合、あるいは、パワーコンディショナ900に導通している蓄電装置の充電状態が所定の閾値FSOCよりも高い場合、過放電または過充電の可能性がある。この場合、切替判定部154は、切替が必要と判定してもよい。過放電の可能性があると判定するための閾値ESOCは10%でもよいし、過充電の可能性があると判定するための閾値FSOCは90%でもよい。
また、初期起動時において、判定処理で、上位装置に導通している蓄電装置が存在しない場合、いずれかの蓄電装置をパワーコンディショナ900に導通させるため、切替が必要と判定してもよい。
切替要否判定処理において、切替が必要と判定された場合、切替装置100は、パワーコンディショナ900に導通させる蓄電装置を、切替装置100に接続されている他の蓄電装置へ切り替える。
図6の切替先選択処理において、切替判定部154は、パワーコンディショナ900に導通していない蓄電装置のうちから、蓄電装置を1つのみ選択する。例えば、蓄電装置810がパワーコンディショナ900に導通している状態において、切替要否判定で切替が必要であると判定された場合、切替判定部154は、蓄電装置820を切替先として選択する。
また、例えば、切替装置100に3台以上の蓄電装置が接続され、かつ、接続端子の並び順で1台目の蓄電装置が導通している状態で、切替が必要と判定された場合、切替判定部154は、隣の2台目の蓄電装置を切替先として選択してもよい。また、2台目の蓄電装置が導通している状態で切替が必要と判定された場合、切替判定部154は、3台目の蓄電装置を切替先として選択してもよい。このように、切替判定部154は、接続端子の並び順で次の蓄電装置を切替先として選択してもよい。
切替が必要か否かの判定方法および切替先の選択方法には、ここで示された方法とは異なる方法が用いられてもよい。
図6において、切替装置100は、切替先選択処理の後、導通切替処理を行う。導通切替処理において、まず、パワーコンディショナ900が蓄電装置を充電あるいは放電している場合、切替装置100は、蓄電装置の充電あるいは放電を停止する。
例えば、切替装置100は、蓄電装置のパラメータに含まれる充電電流制限値および放電電流制限値を0Aに設定して、充電電流制限値および放電電流制限値をパワーコンディショナ900へ送信してもよい。パワーコンディショナ900は、0Aの充電電流制限値、および、0Aの放電電流制限値を受信して、充放電を停止する。切替装置100は、充放電が停止するまで待つ。
ここで、切替装置100は、充放電が停止されたか否かを確認するため、切替装置100内の電流センサ(検知部IU、IL1、IL2)を用いて電流を検知してもよい。または、切替装置100は、蓄電装置810、820からデータを受信し、蓄電池電流を確認することで充放電の停止を確認してもよい。
次に、パワーコンディショナ900に導通している蓄電装置が存在しない場合、切替部101は、切替部101に含まれるスイッチのうち、切替先選択処理において選択された蓄電装置と、パワーコンディショナ900とを導通させるスイッチをONにする。
例えば、図2において、パワーコンディショナ900に導通している蓄電装置が存在しない状態において、切替要否判定処理で切替が必要と判定され、切替先選択処理で切替先として蓄電装置810が選択された場合、切替部101はスイッチS11をONにする。これにより、パワーコンディショナ900と蓄電装置810とが導通する。
このとき、切替部101は、突入電流を防止するため、スイッチS21をONにすることで抵抗R11の経路を先に導通させてから、スイッチS11をONにして、その後、スイッチS21をOFFにしてもよい。
また、パワーコンディショナ900に導通している蓄電装置が存在する場合、切替部101は、既に蓄電装置とパワーコンディショナ900とを導通させているスイッチをOFFにする。そして、切替部101は、切替先の蓄電装置と、パワーコンディショナ900とを導通させるスイッチをONにする。
例えば、図2において、スイッチS11がONであり、パワーコンディショナ900と蓄電装置810とが導通している状態において、切替要否判定処理で切替が必要と判定され、切替先選択処理で切替先として蓄電装置820が選択された場合、切替部101は、スイッチS11をOFFにしてからスイッチS12をONにする。これにより、パワーコンディショナ900と蓄電装置820とが導通する。
このとき、切替部101は、蓄電装置810と蓄電装置820との間の電位差による突入電流を防止するため、蓄電装置810側の抵抗R11の経路のスイッチS21をONにしてから、スイッチS11をOFFにする。その後、切替部101は、蓄電装置820側の抵抗R12の経路のスイッチS22をONにし、スイッチS21をOFFにし、スイッチS12をONにし、スイッチS22をOFFにしてもよい。
上記の切替部101の構成および切替の手順は例であり、切替のための構成および手順は、上記の例に限られない。複数の蓄電装置を切り替えることができる構成および方法であればよい。
上記の通り、蓄電システム111は、複数の蓄電装置810、820を切り替えながら、複数の蓄電装置810、820を使用する。
そして、蓄電システム111において、切替装置100に接続された複数の蓄電装置810、820がパワーコンディショナ900に向けて送信するデータを切替装置100の第1通信部151が受信する。そして、切替装置100は、切替装置100に接続された蓄電装置810、820の状態を示すパラメータから、上記の方法を用いてパワーコンディショナ900へ送信するためのパラメータを生成する。
切替装置100は、生成されたパラメータを、パワーコンディショナ900と蓄電装置810、820との間で規定されたデータフォーマットに従ってパワーコンディショナ900へ送信する。パワーコンディショナ900は、切替装置100から受信したデータを1台の蓄電装置のデータのように扱うことができる。したがって、切替装置100を用いて蓄電装置810または蓄電装置810等が増設された場合、パワーコンディショナ900と蓄電装置810、820等との間のデータの処理方法が変更されなくてもよい。
つまり、切替装置100を用いることにより、パワーコンディショナ900、および、蓄電装置810、820等の構成に変更を加えることなく、蓄電システム111において使用可能な蓄電容量を増加させることが可能である。
なお、本実施の形態において、2台の蓄電装置810、820が切替装置100に接続される例が示されているが、3台以上の蓄電装置が接続されてもよい。その場合も、充電時および放電時に1台の蓄電装置のみがパワーコンディショナ900に導通するように、切替部101が接続の状態を変更あるいは維持する。
つまり、切替装置100に3台以上の蓄電装置が接続可能でもよい。蓄電システム111において、より多くの蓄電装置の接続が可能な切替装置100を用いることにより、より多くの蓄電装置の増設が可能である。
また、切替装置100は、パワーコンディショナ900からパラメータを要求するための要求信号を受信し、受信した要求信号によって要求されるパラメータを含むデータを所定フォーマットでパワーコンディショナ900へ送信してもよい。その際、切替装置100は、要求信号に応じて、全てのパラメータではなく、一部のパラメータのみを含むデータを送信してもよい。
例えば、第2通信部152が、パワーコンディショナ900から要求信号を受信する。そして、要求信号が電流値を要求するための信号である場合、生成部153は、パワーコンディショナ900に導通している蓄電装置810のデータにおける電流値を含むデータを生成する。要求信号が容量値を要求するための信号である場合、生成部153は、蓄電装置810、820のデータにおける容量値の統計値を含むデータを生成する。そして、第2通信部152が、生成されたデータをパワーコンディショナ900へ送信する。
これにより、切替装置100は、パワーコンディショナ900からの要求信号に応じて、適切なデータをパワーコンディショナ900へ送信できる。
(実施の形態2)
図10は、本実施の形態における蓄電システムを示す構成図である。図10に示された蓄電システム112は、パワーコンディショナ900、切替装置200、300、蓄電装置810、820、830を備える。図10において省略されているが、切替装置200、300は、実施の形態1において説明した切替装置100と同じ構成を有する。蓄電装置830は、実施の形態1において説明した蓄電装置810、820と同じ構成を有する。
図10は、本実施の形態における蓄電システムを示す構成図である。図10に示された蓄電システム112は、パワーコンディショナ900、切替装置200、300、蓄電装置810、820、830を備える。図10において省略されているが、切替装置200、300は、実施の形態1において説明した切替装置100と同じ構成を有する。蓄電装置830は、実施の形態1において説明した蓄電装置810、820と同じ構成を有する。
切替装置200の通信端子UC2、LC21、LC22、N21、N22は、それぞれ、図2の通信端子UC1、LC11、LC12、N11、N12に対応する。切替装置200の電力端子UP2、UM2、LP21、LM21、LP22、LM22は、それぞれ、図2の電力端子UP1、UM1、LP11、LM11、LP12、LM12に対応する。切替装置200の制御部250は、図2の制御部150に対応する。
切替装置300の通信端子UC3、LC31、LC32、N31、N32は、それぞれ、図2の通信端子UC1、LC11、LC12、N11、N12に対応する、切替装置300の電力端子UP3、UM3、LP31、LM31、LP32、LM32は、それぞれ、図2の電力端子UP1、UM1、LP11、LM11、LP12、LM12に対応する。切替装置300の制御部350は、図2の制御部150に対応する。
蓄電装置830の制御部831は、図2の蓄電装置810、820の制御部811、821に対応する。蓄電装置830の蓄電池832は、図2の蓄電装置810、820の蓄電池812、822に対応する。
切替装置200の通信端子UC2、および、電力端子UP2、UM2は、通信線および電力線を介して、パワーコンディショナ900に接続されている。切替装置200の通信端子LC21、および、電力端子LP21、LM21は、通信線および電力線を介して、蓄電装置810に接続されている。切替装置200の通信端子LC22、および、電力端子LP22、LM22は、通信線および電力線を介して、別の切替装置300の通信端子UC3、および、電力端子UP3、UM3に接続されている。
切替装置300の通信端子LC31、および、電力端子LP31、LM31は、通信線および電力線を介して、蓄電装置820にそれぞれ接続されている。切替装置300の通信端子LC32、および、電力端子LP32、LM32は、通信線および電力線を介して、蓄電装置830に接続されている。
本実施の形態において、切替装置200、300内の各切替部(図示せず)は実施の形態1と同様に動作する。そして、切替装置200、300のそれぞれは、図6と同じフローに従って動作する。つまり、切替装置200、300のそれぞれは、下位装置から受信したデータ、上位装置から受信したデータ、および、内部の検知部からの検知情報のいずれか、あるいは、これらの組み合わせに基づいて、動作する。
切替装置200の上位装置は、パワーコンディショナ900であり、切替装置200の下位装置は、蓄電装置810および切替装置300である。切替装置300の上位装置は、切替装置200であり、切替装置300の下位装置は、蓄電装置820、830である。そして、切替装置200、300のそれぞれは、上位装置と下位装置との間の導通状態を変更するか否かの切替要否判定処理を行う。切替が必要な場合、各切替装置は、切替先選択処理、および、導通切替処理を行う。
このとき、切替装置300は、蓄電装置820、830から受信したパラメータを実施の形態1に示された統合方式に従って統合することで、上位装置に送信するためのパラメータを生成する。そして、切替装置300は、通信端子UC3を介して、切替装置300の上位装置である切替装置200へ生成されたパラメータを送信する。切替装置200は、通信端子LC22を介して、切替装置300からパラメータを受信する。
切替装置300は、蓄電装置820、830から受信したパラメータを統合し、パワーコンディショナ900と各蓄電装置との間で規定されたデータフォーマットのデータを切替装置200へ送信する。そのため、切替装置200は、下位装置である切替装置300から受信したデータを1台の蓄電装置から受信したデータとして処理することができる。
切替装置200は、蓄電装置810から受信したパラメータと、切替装置300から受信したパラメータとを統合して、通信端子UC2を介して、上位装置であるパワーコンディショナ900へデータを送信する。切替装置200、300において、下位装置から受信したパラメータの統合方式は実施の形態1と同じ統合方式を用いる。
このような構成および動作によれば、蓄電システム112において、切替装置200、300のそれぞれに接続可能な蓄電装置の数が2個であっても、2台の切替装置200、300により、3台の蓄電装置810、820、830が増設可能である。
切替装置に下位装置として接続する切替装置の数を増やすことで、ツリー構造のような接続が可能である。そして、最も下位の装置として蓄電装置を設置することで、増設可能な蓄電装置の数を増やすことが可能である。
また、各切替装置は、下位装置からのパラメータを統合して、所定フォーマットのデータを上位装置に送信する。したがって、最上位のパワーコンディショナ900へは、所定フォーマットのデータが送信される。そのため、パワーコンディショナ900は、1台の蓄電装置が接続されている場合と同様に動作できる。
本実施の形態では、2台の切替装置が用いられているが、3台以上の切替装置が用いられてもよい。より多くの切替装置を用いることで、より多くの蓄電装置の増設が可能である。
また、本実施の形態では、2台の蓄電装置が接続可能な2台の切替装置が用いられている。しかし、各切替装置に接続可能な蓄電装置の数は2台でなくてもよいし、切替装置の数は2台でなくてもよい。
(実施の形態3)
図11は、本実施の形態における蓄電システムを示す構成図である。図11に示された蓄電システム113は、切替装置400、500、600を備える。切替装置400、500、600は、図2に示された切替装置100と同じ構成を有する。蓄電装置840は、図2に示された蓄電装置810、820と同じ構成を有する。
図11は、本実施の形態における蓄電システムを示す構成図である。図11に示された蓄電システム113は、切替装置400、500、600を備える。切替装置400、500、600は、図2に示された切替装置100と同じ構成を有する。蓄電装置840は、図2に示された蓄電装置810、820と同じ構成を有する。
切替装置400の通信端子UC4、LC41、LC42、N41、N42は、それぞれ、図2の通信端子UC1、LC11、LC12、N11、N12に対応する。切替装置400の電力端子UP4、UM4、LP41、LM41、LP42、LM42は、それぞれ、図2の電力端子UP1、UM1、LP11、LM11、LP12、LM12に対応する。切替装置400の制御部450は、図2の制御部150に対応する。
切替装置500の通信端子UC5、LC51、LC52、N51、N52は、それぞれ、図2の通信端子UC1、LC11、LC12、N11、N12に対応する。切替装置500の電力端子UP5、UM5、LP51、LM51、LP52、LM52は、それぞれ、図2の電力端子UP1、UM1、LP11、LM11、LP12、LM12に対応する。切替装置500の制御部550は、図2の制御部150に対応する。
切替装置600の通信端子UC6、LC61、LC62、N61、N62は、それぞれ、図2の通信端子UC1、LC11、LC12、N11、N12に対応する。切替装置600の電力端子UP6、UM6、LP61、LM61、LP62、LM62は、それぞれ、図2の電力端子UP1、UM1、LP11、LM11、LP12、LM12に対応する。切替装置600の制御部650は、図2の制御部150に対応する。
蓄電装置840の制御部841は、図2の蓄電装置810、820の制御部811、821に対応する。蓄電装置840の蓄電池842は、図2の蓄電装置810、820の蓄電池812、822に対応する。
切替装置400の通信端子UC4は、通信線を介して、パワーコンディショナ900に接続される。切替装置400の電力端子UP4、UM4は、電力線を介して、パワーコンディショナ900に接続される。切替装置400の通信端子LC41は、通信線を介して、蓄電装置810に接続される。切替装置400の電力端子LP41、LM41は、電力線を介して、蓄電装置810に接続される。切替装置400の通信端子LC42は、いずれにも接続されない。
切替装置400の電力端子LP42、LM42は、電力線を介して、切替装置500の電力端子UP5、UM5に接続される。切替装置400の通信端子N41は、いずれにも接続されない。切替装置400の通信端子N42は、通信線を介して、切替装置500の通信端子N51に接続される。
切替装置500の通信端子UC5は、いずれにも接続されない。切替装置500の通信端子LC51は、通信線を介して、蓄電装置820に接続される。切替装置500の電力端子LP51、LM51は、電力線を介して、蓄電装置820に接続される。切替装置500の通信端子LC52は、いずれにも接続されない。
切替装置500の電力端子LP52、LM52は、電力線を介して、切替装置600の電力端子UP6、UM6に接続される。切替装置500の通信端子N51は、通信線を介して、切替装置400の通信端子N42に接続される。切替装置500の通信端子N52は、通信線を介して、切替装置600の通信端子N61に接続される。
切替装置600の通信端子UC6は、いずれにも接続されない。切替装置600の通信端子LC61は、通信線を介して、蓄電装置830に接続される。切替装置600の電力端子LP61、LM61は、電力線を介して、蓄電装置830に接続される。切替装置600の通信端子LC62は、通信線を介して、蓄電装置840に接続される。切替装置600の電力端子LP62、LM62は、電力線を介して、蓄電装置840に接続される。
切替装置600の通信端子N61は、通信線を介して、切替装置500の通信端子N52に接続される。切替装置600の通信端子N62は、いずれにも接続されない。
また、パワーコンディショナ900に通信線を介して接続される切替装置は、切替装置400のみである。
切替装置400の上位装置は、パワーコンディショナ900であり、切替装置400の下位装置は、切替装置500および蓄電装置810である。また、切替装置500の上位装置は、切替装置400であり、切替装置500の下位装置は、切替装置600および蓄電装置820である。また、切替装置600の上位装置は、切替装置500であり、切替装置600の下位装置は、蓄電装置830、840である。
切替装置400は、パワーコンディショナ900からデータを受信した場合、パワーコンディショナ900からのデータを、通信端子LC41を介して、蓄電装置810へそのまま送信する。さらに、切替装置400は、第3通信部(図示せず)および通信端子N42を介して、切替装置500にもそのまま送信する。
切替装置500は、通信端子N51を介して、切替装置400から、パワーコンディショナ900のデータを受信する。そして、切替装置500は、通信端子LC51を介して、蓄電装置820へ同じデータをそのまま送信し、さらに、切替装置500は、通信端子N52を介して、切替装置600へ同じデータをそのまま送信する。
切替装置600は、通信端子N61を介して、切替装置500から、パワーコンディショナ900のデータを受信する。そして、切替装置600は、通信端子LC61、LC62を介して、蓄電装置830、840へ同じデータをそのまま送信する。
切替装置600は、自身に直接接続されている蓄電装置830、840から受信したデータを、通信端子N61を介して、切替装置500へ送信する。
切替装置500は、通信端子LC51を介して受信した蓄電装置820のデータ、および、通信端子N52を介して切替装置600から受信した蓄電装置830、840のデータを通信端子N51から切替装置400へ送信する。
したがって、切替装置400は、切替装置400の第3通信部および通信端子N42を介して、切替装置500に接続された蓄電装置820のデータ、および、切替装置600に接続された蓄電装置830、840のデータを受信することができる。
図11において、切替装置500、600は、通信端子UC5、UC6を介して上位装置からデータを受信できないが、切替装置400は、通信端子UC4を介して上位装置であるパワーコンディショナ900からデータを受信できる。切替装置400は、第2通信部(図示せず)を介してデータを受信することにより、自身がパワーコンディショナ900へデータを送信する切替装置であると認識できる。
切替装置400は、通信端子LC41を介して受信した蓄電装置810からのデータ、通信端子N42を介して受信した蓄電装置820のデータ、蓄電装置830のデータ、および、蓄電装置840のデータを統合する。その際、切替装置400は、図9に示された実施の形態1のフローチャートに従って処理を実行する。そして、切替装置400は、パラメータ統合処理(ステップF250)を実施することで生成されたパラメータを含むデータをパワーコンディショナ900へ送信する。
ここで、パラメータ統合処理(ステップF250)の具体的な動作は、実施の形態1と同様である。第2通信部がデータを受信しない切替装置500、600は、パラメータ統合処理を実施しない。
また、各切替装置の動作は、図6に示された実施の形態1のフローチャートに従って実施される。各切替装置は、切替要否判定処理(ステップF151)、切替先選択処理(ステップF152)、および、導通切替処理(ステップF153)を行う。
切替装置400は、蓄電装置810、820、830、840のデータ、および、自身の内部の検知手段からの情報のいずれか、あるいは、これらの組み合わせに基づいて切替要否判定処理、および、切替先選択処理を実施する。その際、切替装置400は、第1通信部(図示せず)を介して蓄電装置810のデータを受信する。また、切替装置400は、通信端子N42を介して蓄電装置820、830、840のデータを受信する。
蓄電装置810以外の蓄電装置が切替先として選択された場合、切替装置400は、パワーコンディショナ900と、切替装置500とが導通するように導通切替処理を実施する。
また、切替装置500は、蓄電装置820、830、840のデータ、および、自身の内部の検知部からの情報のいずれか、あるいは、これらの組み合わせに基づいて、切替要否判定処理および切替先選択処理を実施する。その際、切替装置500は、第1通信部(図示せず)を介して蓄電装置820のデータを受信する。また、切替装置500は、通信端子N52を介して蓄電装置830、840のデータを受信する。
蓄電装置830または蓄電装置840が切替先として選択された場合、切替装置500は、切替装置400と切替装置600とが導通するように導通切替処理を実施する。
また、切替装置600は、第1通信部(図示せず)で受信した蓄電装置830、840のデータ、および、自身の内部の検知部からの情報に基づいて、切替要否判定処理、および、切替先選択処理を実施する。切替装置600は、切替先として選択された蓄電装置830、840のいずれかと、切替装置500とが導通するように導通切替処理を実施する。
なお、上記に示された、切替が必要か否かを判定する切替要否判定処理、切替先を選択する切替先選択処理、切替を実施する導通切替処理、および、全体のフローは例であり、これらは、上記に示された例に限定されない。
また、切替装置500は、蓄電装置820、830、840のデータをそのまま切替装置400へ送信する代わりに、パラメータ統合処理を実施し、パラメータ統合処理で生成されたパラメータを切替装置400へ送信してもよい。そして、切替装置400は、蓄電装置810のデータに含まれるパラメータと、切替装置500から受信したパラメータとを統合して、パラメータを生成し、生成したパラメータをパワーコンディショナ900へ送信してもよい。
また、本実施の形態では、2台の蓄電装置が接続可能な3台の切替装置が用いられている。しかし、各切替装置に接続可能な蓄電装置の数は2台でなくてもよいし、切替装置の数は3台でなくてもよい。
図12は、本実施の形態における蓄電システムの変形例を説明する図である。図12に示された蓄電システム114は、パワーコンディショナ900、切替装置400、500、600、および、蓄電装置810、820、830、840、850、860を備える。蓄電装置850、860は、図2に示された蓄電装置810と同様に、制御部851、861を備える。制御部851、861は、蓄電装置810の制御部811に対応する。蓄電池852、862は、蓄電装置810の蓄電池812に対応する。
図12に示された蓄電システム114では、図11に示された蓄電システム113と比較して、切替装置400、500、600が電力経路について並列に接続されている。このような構成においても、切替装置400は、蓄電装置810、820、830、840、850、860のデータを統合することによって所定フォーマットのデータを生成し、生成されたデータをパワーコンディショナ900へ送信することができる。つまり、切替装置400、500、600は、並列に接続されてもよい。
以上の通り、複数の実施の形態に示された切替装置は、システム全体の変更を抑制しつつ、複数の蓄電装置を切り替えることができる。なお、上記各実施の形態において示された蓄電システムは、電力供給システムと表現されてもよい。
また、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の切替装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、蓄電装置から所定フォーマットのデータセットを受信した場合に前記蓄電装置から受信した前記データセットに従って動作するパワーコンディショナを備える電力供給システムにおいて実行される切替方法であって、複数の蓄電装置のそれぞれと前記パワーコンディショナとの間の電力経路の導通および非導通を切り替える切替ステップと、前記複数の蓄電装置のそれぞれから前記所定フォーマットのデータセットを受信することにより、前記パワーコンディショナに導通している第1蓄電装置からの第1データセットと、前記パワーコンディショナに導通していない第2蓄電装置からの第2データセットとを含む複数のデータセットを受信する受信ステップと、前記複数のデータセットを統合することにより、前記所定フォーマットの統合データセットを生成する生成ステップと、前記統合データセットを前記パワーコンディショナに送信する送信ステップとを含む切替方法を実行させる。
また、各構成要素は、回路でもよい。これらの回路は、全体として1つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
以上、一つまたは複数の態様に係る切替装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
例えば、上記各実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を特定の処理部の代わりに別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。
本発明に係る切替装置は、蓄電装置およびパワーコンディショナを用いる蓄電システムまたは電力供給システム等に利用可能である。
100、200、300、400、500、600 切替装置
101 切替部
102 第1接続部
103 第2接続部
104 第3接続部
111、112、113、114、800 蓄電システム
150、250、350、450、550、650、811、821、831、841、851、861、901 制御部
151 第1通信部
152 第2通信部
153 生成部
154 切替判定部
155 導通制御部
156 第3通信部
157 切替制御部
158、908 記憶部
810、820、830、840、850、860 蓄電装置
812、822、832、842、852、862 蓄電池
900 パワーコンディショナ
902 DC/ACインバータ
903、904 DC/DCコンバータ
905 DCバス
906 充放電制御部
907 通信部
909 UI部(ユーザーインターフェース部)
910 電力系統
920 負荷(負荷装置)
930 太陽電池
CS11、CS12、CS21、CS22 制御信号
I80、I81、I82、I90 パラメータ
IU、IL1、IL2、VU、VL1、VL2 検知部
LC11、LC12、LC21、LC22、LC31、LC32、LC41、LC42、LC51、LC52、LC61、LC62、N11、N12、N21、N22、N31、N32、N41、N42、N51、N52、N61、N62、UC1、UC2、UC3、UC4、UC5、UC6 通信端子
LM11、LM12、LM21、LM22、LM31、LM32、LM41、LM42、LM51、LM52、LM61、LM62、LP11、LP12、LP21、LP22、LP31、LP32、LP41、LP42、LP51、LP52、LP61、LP62、UM1、UM2、UM3、UM4、UM5、UM6、UP1、UP2、UP3、UP4、UP5、UP6 電力端子
MIU、MIL1、MIL2、MVU、MVL1、MVL2 検知情報
R11、R12 抵抗
S11、S12、S21、S22 スイッチ
101 切替部
102 第1接続部
103 第2接続部
104 第3接続部
111、112、113、114、800 蓄電システム
150、250、350、450、550、650、811、821、831、841、851、861、901 制御部
151 第1通信部
152 第2通信部
153 生成部
154 切替判定部
155 導通制御部
156 第3通信部
157 切替制御部
158、908 記憶部
810、820、830、840、850、860 蓄電装置
812、822、832、842、852、862 蓄電池
900 パワーコンディショナ
902 DC/ACインバータ
903、904 DC/DCコンバータ
905 DCバス
906 充放電制御部
907 通信部
909 UI部(ユーザーインターフェース部)
910 電力系統
920 負荷(負荷装置)
930 太陽電池
CS11、CS12、CS21、CS22 制御信号
I80、I81、I82、I90 パラメータ
IU、IL1、IL2、VU、VL1、VL2 検知部
LC11、LC12、LC21、LC22、LC31、LC32、LC41、LC42、LC51、LC52、LC61、LC62、N11、N12、N21、N22、N31、N32、N41、N42、N51、N52、N61、N62、UC1、UC2、UC3、UC4、UC5、UC6 通信端子
LM11、LM12、LM21、LM22、LM31、LM32、LM41、LM42、LM51、LM52、LM61、LM62、LP11、LP12、LP21、LP22、LP31、LP32、LP41、LP42、LP51、LP52、LP61、LP62、UM1、UM2、UM3、UM4、UM5、UM6、UP1、UP2、UP3、UP4、UP5、UP6 電力端子
MIU、MIL1、MIL2、MVU、MVL1、MVL2 検知情報
R11、R12 抵抗
S11、S12、S21、S22 スイッチ
Claims (19)
- 蓄電装置から所定フォーマットのデータセットを受信した場合に前記蓄電装置から受信した前記データセットに従って動作するパワーコンディショナに接続される切替装置であって、
複数の蓄電装置に接続される第1接続部と、
前記パワーコンディショナに接続される第2接続部と、
前記複数の蓄電装置のそれぞれと前記パワーコンディショナとの間の電力経路の導通および非導通を切り替える切替部と、
前記複数の蓄電装置のそれぞれから前記所定フォーマットのデータセットを受信することにより、前記パワーコンディショナに導通している第1蓄電装置からの第1データセットと、前記パワーコンディショナに導通していない第2蓄電装置からの第2データセットとを含む複数のデータセットを受信する第1通信部と、
前記複数のデータセットを統合することにより、前記所定フォーマットの統合データセットを生成する生成部と、
前記統合データセットを前記パワーコンディショナに送信する第2通信部とを備える
切替装置。 - 前記生成部は、前記複数のデータセットから得られる統計値を含む前記統合データセットを生成する
請求項1に記載の切替装置。 - 前記生成部は、前記複数のデータセットの1つに含まれる値を含む前記統合データセットを生成する
請求項1または2に記載の切替装置。 - 前記生成部は、前記第1データセットに含まれる値を含む前記統合データセットを生成する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の切替装置。 - 前記生成部は、前記第2データセットに含まれる値を含む前記統合データセットを生成する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の切替装置。 - 前記生成部は、前記複数のデータセットに含まれる複数の値のうち、規定された正常範囲外の値を含む前記統合データセットを生成する
請求項1〜5のいずれか1項に記載の切替装置。 - 前記所定フォーマットには、第1パラメータと第2パラメータとを含む複数のパラメータが規定されており、
前記生成部は、(i)前記第1パラメータについて、第1統合方式に従って得られる値を含み、(ii)前記第2パラメータについて、前記第1統合方式とは異なる第2統合方式に従って得られる値を含む前記統合データセットを生成する
請求項1〜6のいずれか1項に記載の切替装置。 - 前記生成部は、(i)前記第1パラメータについて、前記複数のデータセットから得られる統計値を含み、(ii)前記第2パラメータについて、前記複数のデータセットの1つに含まれる値を含む前記統合データセットを生成する
請求項7に記載の切替装置。 - 前記生成部は、(i)前記第1パラメータについて、前記第1データセットに含まれる値を含み、(ii)前記第2パラメータについて、前記第2データセットに含まれる値を含む前記統合データセットを生成する
請求項7に記載の切替装置。 - 前記生成部は、ユーザーによって指定された蓄電装置から受信されるデータセットを除いて、前記複数のデータセットを統合する
請求項1〜9のいずれか1項に記載の切替装置。 - 前記第1接続部は、さらに、新たな蓄電装置に接続され、
前記生成部は、前記新たな蓄電装置から受信したデータセットを含む前記複数のデータセットを統合する
請求項1〜10のいずれか1項に記載の切替装置。 - 前記第2通信部は、さらに、前記パワーコンディショナから要求信号を受信し、
前記生成部は、
前記第2通信部で受信した前記要求信号が電流値を要求するための信号である場合、前記第1データセットに含まれる電流値を含む前記統合データセットを生成し、
前記第2通信部で受信した前記要求信号が容量値を要求するための信号である場合、前記第1データセットに含まれる容量値と前記第2データセットに含まれる容量値とを含む複数の容量値の統計値を含む前記統合データセットを生成する
請求項1〜11のいずれか1項に記載の切替装置。 - 前記切替装置は、さらに、
他の切替装置に接続される第3接続部と、
前記他の切替装置から前記所定フォーマットのデータセットを受信する第3通信部とを備え、
前記生成部は、前記他の切替装置から受信した前記データセットを含む前記複数のデータセットを統合する
請求項1〜12のいずれか1項に記載の切替装置。 - 前記第2接続部は、さらに、前記パワーコンディショナの代わりに他の切替装置に接続され、
前記第2通信部は、さらに、前記パワーコンディショナの代わりに前記他の切替装置へ前記統合データセットを送信する
請求項1〜13のいずれか1項に記載の切替装置。 - 前記第1接続部は、さらに、前記複数の蓄電装置のうちの1つの代わりに他の切替装置に接続され、
前記第1通信部は、さらに、前記複数の蓄電装置のうちの1つの代わりに前記他の切替装置から前記所定フォーマットのデータセットを受信し、
前記生成部は、前記他の切替装置から受信した前記データセットを含む前記複数のデータセットを統合する
請求項1〜14のいずれか1項に記載の切替装置。 - 前記統計値は、平均値、合計値、最大値、最小値、中央値または最頻値である
請求項2、8または12に記載の切替装置。 - 請求項1〜16のいずれか1項に記載の切替装置と、
前記複数の蓄電装置と、
前記パワーコンディショナとを備える
電力供給システム。 - 前記パワーコンディショナは、
前記切替装置から前記統合データセットを受信し、
前記切替装置から受信した前記統合データセットに従って動作する
請求項17に記載の電力供給システム。 - 蓄電装置から所定フォーマットのデータセットを受信した場合に前記蓄電装置から受信した前記データセットに従って動作するパワーコンディショナを備える電力供給システムにおいて実行される切替方法であって、
複数の蓄電装置のそれぞれと前記パワーコンディショナとの間の電力経路の導通および非導通を切り替える切替ステップと、
前記複数の蓄電装置のそれぞれから前記所定フォーマットのデータセットを受信することにより、前記パワーコンディショナに導通している第1蓄電装置からの第1データセットと、前記パワーコンディショナに導通していない第2蓄電装置からの第2データセットとを含む複数のデータセットを受信する受信ステップと、
前記複数のデータセットを統合することにより、前記所定フォーマットの統合データセットを生成する生成ステップと、
前記統合データセットを前記パワーコンディショナに送信する送信ステップとを含む
切替方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014091839A JP2015211551A (ja) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | 切替装置、電力供給システムおよび切替方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014091839A JP2015211551A (ja) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | 切替装置、電力供給システムおよび切替方法 |
Publications (1)
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---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014091839A Pending JP2015211551A (ja) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | 切替装置、電力供給システムおよび切替方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019103198A (ja) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | オムロン株式会社 | 蓄電パワーコンディショナー |
-
2014
- 2014-04-25 JP JP2014091839A patent/JP2015211551A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019103198A (ja) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | オムロン株式会社 | 蓄電パワーコンディショナー |
JP7130946B2 (ja) | 2017-11-29 | 2022-09-06 | オムロン株式会社 | 蓄電パワーコンディショナー |
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