JP2017022860A - 電力供給システム、充放電制御装置及び充放電制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、定置蓄電システム、太陽光発電システム及びV2Hシステムは単独でも高価であり、一度に全てのシステムが導入されることは希である。このため、各システムそれぞれが独立して充放電制御を行うように構成されている。ところが、独立した各システムを別々に導入すると、各システムの充放電制御が破綻するおそれがあった。例えば、定置型蓄電池及び車載蓄電池から外部系統への逆潮流が発生するおそれがあった。また、定置型蓄電池及び車載蓄電池が充放電を繰り返す異常動作により、無駄な電力損失が発生するおそれがあった(図3〜図5参照)。
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
第1充放電制御装置は、外部系統から流入し又は該外部系統へ流出する電流を第1センサにて検出する。第1センサにて検出される電流は、第1蓄電池から外部系統へ電流が流れないように、第1蓄電池の充放電を制御するために必要な情報である。また、第1充放電制御装置は、第2蓄電池へ流入し又は該第2蓄電池から流出する電流を第2センサにて検出する。第2センサにて検出される電流は、いわば第1及び第2充放電制御装置の充放電制御が破綻し得る状況にあるか否かを判定するために必要な情報である。
そして、第1充放電制御装置の第1制御部は、第1センサ及び第2センサにて検出した電流に基づいて、第1蓄電池の充放電を制御する。第1センサ及び第2センサにて検出された電流はそれぞれ、上述した情報を有するため、第1及び第2充放電制御装置の充放電制御が破綻しないように、第1蓄電池の充放電を制御することが可能になる。
なお、第1蓄電池の充放電制御に利用する電流は、必ずしも実際の電流値を直接的に示す情報である必要は無く、実質的に電流を示す情報であれば良い。例えば、第1制御部は、電流を換算した電力に基づいて、第1蓄電池の充放電を制御しても良い。
本発明の実施形態に係る電力供給システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1は、本発明の実施形態1に係る電力供給システムの一構成例を示すブロック図である。電力供給システムは、外部系統Gと系統連係が可能なV2Hシステム1及び定置蓄電システム2を備える。V2Hシステム1は、プラグインハイブリッド車及び電気自動車等の車両Cに搭載された第1蓄電池11の充放電を制御する第1充放電制御装置12を備え、第1蓄電池11に蓄えられた電力を家庭用電力として利用することを可能にする。定置蓄電システム2は、家屋Hに設置された第2蓄電池21と、該第2蓄電池21に接続されており、該第2蓄電池21の充放電を制御する第2充放電制御装置22とを備える。V2Hシステム1及び定置蓄電システム2は、各別に充放電の制御を行っている。
電力変換部13は、交流入出力端子に接続された双方向インバータ13aと、直流入出力端子に接続された双方向DC/DCコンバータ13bとを備える。第1蓄電池11の充電動作時においては、双方向インバータ13aは、交流入出力端子に入力した交流の電力を直流の電力に変換し、変換された直流の電力を双方向DC/DCコンバータ13bへ出力する。双方向DC/DCコンバータ13bは、双方向インバータ13aから出力された直流の電力を、第1蓄電池11充電用の電力に変換し、電圧変換された電力を、給電線を介して第1蓄電池11へ出力する。第1蓄電池11の放電動作時においては、双方向DC/DCコンバータ13bは、給電線を介して第1蓄電池11から出力された直流の電力を、所定電圧の電力に電圧変換し、電圧変換された電力を双方向インバータ13aへ出力する。双方向インバータ13aは、双方向DC/DCコンバータ13bから出力された直流の電力を、交流の電力に変換し、変換された交流の電力を、分電盤3を介して宅内負荷4へ出力する。また、第1充放電制御装置12は、交流入出力端子及び直流入出力端子から出力する電流を検出する図示しない電流センサを備えており、該電流センサにて検出した電流を示す信号を第1制御部14へ出力している。
ROMはコンピュータの初期動作に必要なプログラムを記憶している。RAMは、DRAM(Dynamic RAM)、SRAM(Static RAM)等のメモリであり、第1制御部14の演算処理を実行する際に記憶部15から読み出された後述の制御プログラム10a、又は第1制御部14の演算処理によって生ずる各種データを一時記憶する。CPUは制御プログラム10aを実行することにより、各構成部の動作を制御し、第1蓄電池11の充放電を制御する。例えば、第1制御部14には電力変換部13から出力される電流を示した信号が入力されており、第1制御部14は、該信号に基づいて、電力変換部13から宅内負荷4及び第1蓄電池11へ出力する電流が目標電流に一致するように充放電制御を行う。
第2充放電制御部22の第2制御部24には、外部系統Gから流入し又は該外部系統Gへ流出する電流を検出するセンサ23が接続されている。該センサ23は、例えばカレントトランスである。第2制御部24は、センサ23にて検出した電流に基づいて、第2蓄電池21から外部系統Gへ電流が流れないように、電力変換部を駆動し、第2蓄電池21の充放電を制御する。
図6は、第2蓄電池21が放電している場合の動作を示す概念図、図7は、第2蓄電池21が放電している場合の動作を示すタイミングチャートである。図7A〜図7Dは、図4と同様、第1蓄電池11の充放電電力、第2蓄電池21の充放電電力、第1蓄電池11の売電電力及び買電電力、並びに宅内負荷4の消費電力を示している。図7Dに示すように、宅内負荷4の消費電力は矩形パルス状に増減しており、第2充放電制御装置22は、宅内負荷4の消費電力に追従するように宅内負荷4へ電力を供給している。第2蓄電池21が放電している場合、第1蓄電池11の放電に係る上限値Mは0[A]であるため、図6に示すように第1充放電制御装置12は、第1蓄電池11が放電しないように制御する。従って、第1充放電制御装置12と、第2充放電制御装置22の充放電制御が競合して破綻することは無い。具体的には、本実施形態1の充放電制御方法にあっては、図7A及び図7Bから分かるように、第1蓄電池11及び第2蓄電池21が充放電を繰り返すといった異常動作は生じていない。また、図7Cに示すように第1及び第2蓄電池11、21から外部系統Gへの逆潮流も発生していない。
実施形態2に係る電力供給システムは、系統連係した太陽光発電システムを更に備える点が実施形態1と異なるため、以下では主にかかる相違点を説明し、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
なお、第2充放電制御装置22は、PVパネル51が発電を行っている場合、第2蓄電池21が放電しないように制御しても良いし、宅内負荷4の消費電力分の電力のみを第2蓄電池21から放電させるように放電制御を行っても良い。
実施形態3に係る電力供給システムは、充放電制御のモードを切り替えるための操作部を備える点、充放電制御の処理内容が実施形態1と異なるため、以下では主にかかる相違点を説明し、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
2 定置蓄電システム
3 分電盤
4 宅内負荷
5 太陽光発電システム
11 第1蓄電池
11a 充電ECU
12,312 第1充放電制御装置
13 電力変換部
13a 双方向インバータ
13b 双方向DC/DCコンバータ
14 第1制御部
15 記憶部
16 通信部
17 監視部
17a 第1センサ
17b 第2センサ
21 第2蓄電池
22 第2充放電制御装置
23 センサ
24 第2制御部
51 PVパネル
52 パワーコンディショナ
302 外部電源
314 制御部
318 操作部
C 車両
G 外部系統
H 家屋
Claims (9)
- 第1蓄電池を搭載した車両に着脱可能に接続され、外部系統の電力による前記第1蓄電池の充電及び負荷への放電を制御する第1充放電制御装置と、建物に設置された第2蓄電池に接続されており、前記外部系統の電力による前記第2蓄電池の充電及び前記負荷への放電を制御する第2充放電制御装置とを備えた電力供給システムであって、
前記第1充放電制御装置は、
前記外部系統から流入し又は該外部系統へ流出する電流を検出する第1センサと、
前記第2蓄電池へ流入し又は該第2蓄電池から流出する電流を検出する第2センサと、
前記第1センサ及び前記第2センサにて検出した電流に基づいて、前記第1蓄電池から前記外部系統へ電流が流れないように、前記第1蓄電池の充放電を制御する第1制御部と
を備え、
前記第2充放電制御装置は、
前記外部系統から流入し又は該外部系統へ流出する電流を検出するセンサと、
該センサにて検出した電流に基づいて、前記第2蓄電池から前記外部系統へ電流が流れないように、前記第2蓄電池の充放電を制御する第2制御部と
を備える電力供給システム。 - 前記第1制御部は、
前記第2蓄電池から流出する電流を前記第2センサが検出した場合、前記第1蓄電池の放電を停止させる請求項1に記載の電力供給システム。 - 前記第1制御部は、
前記第2蓄電池へ流入する電流を前記第2センサが検出した場合、前記第1蓄電池から流出する電流が、前記負荷へ流入する電流以下になるように、前記第1蓄電池の放電を制御する
請求項1又は請求項2に記載の電力供給システム。 - 前記建物に設けられており、自然エネルギーを電力に変換し、変換された電力を前記第1蓄電池、前記第2蓄電池又は前記外部系統へ供給する発電装置を備え、
前記第2センサは、
前記第2蓄電池へ流入する電流と、前記第2蓄電池及び前記発電装置から流出する電流とを検出する
請求項1に記載の電力供給システム。 - 前記第1制御部は、
前記第2蓄電池又は前記発電装置から流出する電流を前記第2センサが検出した場合、前記第1蓄電池の放電を停止させる請求項4に記載の電力供給システム。 - 前記第1制御部は、
前記第2蓄電池へ流入する電流を前記第2センサが検出した場合、前記第1蓄電池から流出する電流が、前記負荷へ流入する電流以下になるように、前記第1蓄電池の放電を制御する
請求項4又は請求項5に記載の電力供給システム。 - 蓄電池を搭載した車両に着脱可能に接続され、外部系統の電力による前記蓄電池の充電及び負荷への放電を制御する充放電制御装置であって、
前記外部系統から流入し又は該外部系統へ流出する電流に係る情報を取得する第1取得部と、
建物に設置された外部電源へ流入し又は外部電源から流出する電流に係る情報を取得する第2取得部と、
前記第1取得部及び前記第2取得部にて取得した情報に基づいて、前記蓄電池の充放電を制御する制御部と
を備える充放電制御装置。 - 前記外部電源が充放電可能であるか否かを示す情報を受け付ける受付部を備え、
前記制御部は、
前記受付部にて前記外部電源が充放電可能であることを示す情報を受け付けた場合、前記第1取得部及び前記第2取得部にて取得した情報に基づいて、前記蓄電池の放電を制御する
請求項7に記載の充放電制御装置。 - 第1蓄電池を搭載した車両に着脱可能に接続され、外部系統の電力による前記第1蓄電池の充電及び負荷への放電を制御する第1充放電制御装置と、建物に設置された第2蓄電池に接続されており、前記外部系統の電力による前記第2蓄電池の充電及び前記負荷への放電を制御する第2充放電制御装置とを用いて、前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池の充放電を制御する充放電制御方法であって、
前記外部系統から流入し又は該外部系統へ流出する電流を検出し、
検出した電流に基づいて、前記第2蓄電池から前記外部系統へ電流が流れないように、前記第2蓄電池の充放電を制御し、
前記外部系統から流入し又は該外部系統へ流出する電流と、前記第2蓄電池へ流入し又は該第2蓄電池から流出する電流とを検出し、
検出した各電流に基づいて、前記第1蓄電池の充放電を制御する
充放電制御方法。
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