JP2017189045A - 蓄電池システム及び蓄電池制御方法 - Google Patents
蓄電池システム及び蓄電池制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017189045A JP2017189045A JP2016077011A JP2016077011A JP2017189045A JP 2017189045 A JP2017189045 A JP 2017189045A JP 2016077011 A JP2016077011 A JP 2016077011A JP 2016077011 A JP2016077011 A JP 2016077011A JP 2017189045 A JP2017189045 A JP 2017189045A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- storage battery
- threshold value
- storage
- charge
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/14—Energy storage units
Landscapes
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
【課題】複数の蓄電池の特性についての制約をなくした上で、蓄電システム全体としてのパフォーマンスの向上及び蓄電池寿命の長寿命化を図る。【解決手段】個別にインバーター104A,104Bが接続されて個別に充電及び放電が可能な複数の蓄電池106A,106Bと、複数の蓄電池の充電量を監視して複数の蓄電池に対して個別に充電指令又は放電指令を与える蓄電池監視制御装置103とを備える。蓄電池監視制御装置103は、それぞれの蓄電池の充電量として、蓄電池の充電容量から決まる上限充電量と下限充電量との間に、第1閾値と第1閾値よりも小さな充電量の第2閾値を設定し、それぞれの蓄電池が、第1閾値と第2閾値の間の充電量が優先的に設定されるように、複数の蓄電池での充電又は放電を組み合わせた負荷分散制御を行う。【選択図】図1
Description
本発明は、蓄電池システム及び蓄電池制御方法に関する。
現在、電力会社から供給される電力の大部分は火力発電、水力発電、原子力発電によって生成されたものである。しかし近年、環境負荷軽減の観点から、再生可能エネルギー(太陽光発電、風力発電等)を利用する発電システムの導入が増加している。
太陽光や風力などの自然エネルギーを用いて発電するシステムは、環境変化の影響を受けやすいため出力変動が激しく、電力系統を不安定にさせる要因となっている。そのため、再生可能エネルギーによる発電システムには、複数の蓄電池が複数直並列に接続されている大容量の蓄電池システムを併設し、電力系統の安定化を図ることが行われている。
蓄電池を用いて電力系統を安定化させる為には、電力系統の需要と供給のバランスを取る必要があり、必要に応じて併設された蓄電池に充放電させている。しかし、充電と放電の割合が1対1となる事は極めて少なく、通常はどちらか一方に偏る傾向がある。具体的には、蓄電池の充電率(SOC:State Of Charge)は、蓄電池の充放電可能な容量から決まる上限値又は下限値に到達しやすく、上限値又は下限値に到達した場合、蓄電池が過充電又は過放電にならないよう出力を制限又は停止することになる。なお、以下の説明では、実際の運用時に設定される上限値及び下限値を、SOC上限値及びSOC下限値と称する。
蓄電池は、充電池時にはSOC上限値まで充電され、放電時にはSOC下限値まで放電される。例えばある蓄電池システムでは、蓄電池の満充電容量を100%としたとき、SOC上限値を85%、SOC下限値を15%として、その85%と15%との間で充放電を行う運用が行われる。これは、100%までの満充電や0%までの完全な放電で蓄電池が劣化することを防ぐためである。
しかしながら、上述したSOC上限値やSOC下限値は、蓄電池の特性上劣化が完全に防げる値ではなく、蓄電池を使う上での経済性と電池寿命とのバランスを取った値に設定される。すなわち、SOC上限値とSOC下限値との間で決まる蓄電池の実充電容量が少なすぎると、蓄電池システムが充電できる容量が非常に少なくなってしまうため、ある程度の劣化があることを前提として、上述した85%や15%の値を設定している。したがって、実際の運用上では、蓄電池の充電率がSOC上限値やSOC下限値の状態で継続することは好ましくない。
しかしながら、上述したSOC上限値やSOC下限値は、蓄電池の特性上劣化が完全に防げる値ではなく、蓄電池を使う上での経済性と電池寿命とのバランスを取った値に設定される。すなわち、SOC上限値とSOC下限値との間で決まる蓄電池の実充電容量が少なすぎると、蓄電池システムが充電できる容量が非常に少なくなってしまうため、ある程度の劣化があることを前提として、上述した85%や15%の値を設定している。したがって、実際の運用上では、蓄電池の充電率がSOC上限値やSOC下限値の状態で継続することは好ましくない。
特許文献1には、蓄電池システムにおいて、特性の異なる複数の蓄電池を備えて、その特性の異なる複数の蓄電池への分配状況を変化させる技術が開示されている。特許文献1に記載の技術によれば、特性の異なる複数の蓄電池を用意して、それぞれの蓄電池の特性に合わせた制御を行うことで、蓄電システム全体としてのパフォーマンスの向上を図ることができるとされている。
ところが、特許文献1に記載されるように特性の異なる複数の蓄電池でシステムを構築した場合には、既存の蓄電池システムにそのまま適用することができないという問題がある。通常、複数の蓄電池で構成される大容量の蓄電池システムは、同じ特性の蓄電池を多数使用したシステムが一般的である。したがって、既存の蓄電池システムに、制御用ソフトウェアの変更で、特許文献1に記載された蓄電池制御技術を適用することは困難であり、蓄電池の入れ替えなどの大規模な改修が必要になってしまう。
本発明の目的は、複数の蓄電池の特性についての制約をなくした上で、蓄電システム全体としてのパフォーマンスの向上及び蓄電池の寿命の長寿命化を図ることができる蓄電池システム及び蓄電池制御方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならは、個別にインバーターが接続されて個別に充電及び放電が可能な複数の蓄電池と、複数の蓄電池の充電量を監視して、複数の蓄電池に対して個別に充電指令又は放電指令を与える蓄電池監視制御装置とを備える蓄電池システムに適用される。
そして、蓄電池監視制御装置は、それぞれの蓄電池の充電量として、蓄電池の充電容量から決まる上限充電量と下限充電量との間に、第1閾値と第1閾値よりも小さな充電量の第2閾値を設定し、それぞれの蓄電池が、第1閾値と第2閾値の間の充電量が優先的に設定されるように、複数の蓄電池での充電又は放電を組み合わせた負荷分散制御を行う。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならは、個別にインバーターが接続されて個別に充電及び放電が可能な複数の蓄電池と、複数の蓄電池の充電量を監視して、複数の蓄電池に対して個別に充電指令又は放電指令を与える蓄電池監視制御装置とを備える蓄電池システムに適用される。
そして、蓄電池監視制御装置は、それぞれの蓄電池の充電量として、蓄電池の充電容量から決まる上限充電量と下限充電量との間に、第1閾値と第1閾値よりも小さな充電量の第2閾値を設定し、それぞれの蓄電池が、第1閾値と第2閾値の間の充電量が優先的に設定されるように、複数の蓄電池での充電又は放電を組み合わせた負荷分散制御を行う。
本発明によれば、複数設置した蓄電池の内で、特定の蓄電池の充電量が第1閾値に達したとき、別の蓄電池の充電量を調整して、SOC上限値に到達するのを防ぐ運用が可能になり、SOC上限値やSOC下限値に達する回数を減少させる運用が可能になる。したがって、本発明によれば、蓄電池の劣化を防ぎつつ、蓄電池システムのパフォーマンスを改善することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、本発明の一実施の形態の例(以下、「本例」と称する。)を、図1〜図7を参照して説明する。
[1.蓄電池システムの構成例]
図1は、本例の蓄電池システム100の構成例を示す。
蓄電池システム100は、電力系統101が備える交流ライン107に接続される。蓄電池システム100は、電源ライン107に接続された複数のインバーター104A,104Bを備え、それぞれのインバーター104A,104Bに直流ライン105A,105Bを介して蓄電池106A,106Bが接続される。本例の蓄電池システム100が備える各蓄電池106A,106Bは、同じ特性及び容量の電池を使用する場合と、異なる特性又は容量のものを使用する場合のいずれでもよい。また、2つの蓄電池106A,106Bを備える例としたのは一例であり、蓄電池システム100は、より多くの蓄電池を備える構成としてもよい。
[1.蓄電池システムの構成例]
図1は、本例の蓄電池システム100の構成例を示す。
蓄電池システム100は、電力系統101が備える交流ライン107に接続される。蓄電池システム100は、電源ライン107に接続された複数のインバーター104A,104Bを備え、それぞれのインバーター104A,104Bに直流ライン105A,105Bを介して蓄電池106A,106Bが接続される。本例の蓄電池システム100が備える各蓄電池106A,106Bは、同じ特性及び容量の電池を使用する場合と、異なる特性又は容量のものを使用する場合のいずれでもよい。また、2つの蓄電池106A,106Bを備える例としたのは一例であり、蓄電池システム100は、より多くの蓄電池を備える構成としてもよい。
インバーター104A,104B及び蓄電池106A,106Bは、蓄電池監視制御装置103により充電及び放電が個別に制御される。すなわち、蓄電池監視制御装置103は、それぞれの蓄電池106A,106Bの充電量をSOC情報SOC1,SOC2として取得し、各インバーター104A,104Bに充放電指令P1,P2を送り、充電又は放電を個別に制御する。
蓄電池監視制御装置103は、それぞれの蓄電池106A,106Bの充放電を個別に制御して、蓄電池106A,106Bに過度な充放電負荷が掛らないよう負荷分散処理を行う。
蓄電池監視制御装置103は、それぞれの蓄電池106A,106Bの充放電を個別に制御して、蓄電池106A,106Bに過度な充放電負荷が掛らないよう負荷分散処理を行う。
蓄電池監視制御装置103には、外部のリモート監視制御装置102から充放電指令情報PXが供給される。リモート監視制御装置102は、電力系統101の状態に基づいて、蓄電池監視制御装置103に充放電指令情報PXを供給する。リモート監視制御装置102は、例えば、電力系統101に接続された太陽光発電所での発電量に基づいて、充電指令を行う。あるいは、電力系統101に接続された負荷の稼働状況に応じて、放電指令を行う。蓄電池監視制御装置103は、リモート監視制御装置102から供給される充放電指令情報PXに基づいて、蓄電池システム100全体の充電量又は放電量を決めて、各蓄電池106A,106Bの個々の充放電を設定する。
蓄電池監視制御装置103は、各蓄電池106A,106Bの充放電を制御する際には、各蓄電池106A,106Bの充電残量が最適になるように、各蓄電池106A,106Bでの充電又は放電を組み合わせた負荷分散制御を行う。ここでの蓄電池監視制御装置103による負荷分散制御には、例えば一方の蓄電池106Aを充電させ、他方の蓄電池106Bでの充電を停止させる処理の他、一方の蓄電池106Aでの充電状況と他方の蓄電池106Bでの充電状況を変化させる処理がある。あるいは、蓄電池監視制御装置103による負荷分散制御として、一方の蓄電池106Aを充電させ、他方の蓄電池106Bを放電させるような、充電と放電を組み合わせた分散制御を行う場合もある。
また、蓄電池監視制御装置103が充放電を制御する際には、各蓄電池106A,106Bの充電量として、SOC上限値及びSOC下限値の他に、そのSOC上限値とSOC下限値との間に、2つの閾値(第1閾値及び第2閾値)を設定して管理する。SOC上限値とSOC下限値は、各蓄電池106A,106Bの特性から決まる最大充電残量及び最低充電残量の値である。
第1閾値及び第2閾値の具体的な例としては、例えばSOC上限値及びSOC下限値を電池容量の85%及び15%としたとき、第1閾値を60%、第2閾値を40%とする(後述する図4参照)。各蓄電池106A,106Bの充電量がこの第1閾値と第2閾値との間であるとき、蓄電池の劣化が最も少ない状態になる。但し、蓄電池の劣化は、充放電回数や累積の使用時間などの様々な要因から発生し、第1閾値と第2閾値との間に充電残量を設定することは、蓄電池の劣化を抑える1つの要因となっている。
第1閾値及び第2閾値の具体的な例としては、例えばSOC上限値及びSOC下限値を電池容量の85%及び15%としたとき、第1閾値を60%、第2閾値を40%とする(後述する図4参照)。各蓄電池106A,106Bの充電量がこの第1閾値と第2閾値との間であるとき、蓄電池の劣化が最も少ない状態になる。但し、蓄電池の劣化は、充放電回数や累積の使用時間などの様々な要因から発生し、第1閾値と第2閾値との間に充電残量を設定することは、蓄電池の劣化を抑える1つの要因となっている。
なお、各蓄電池106A,106Bの充電や放電は、上述したようにインバーター106A,106Bの稼働により実行するが、以下の説明では、特に必要な場合を除いてインバーターの動作制御は省略し、単に蓄電池を充電又は放電と述べる。
[2.インバーターの変換効率の例]
図2は、インバーター104A,104Bの負荷率による電力変換効率の変化特性の一例を示す。図2の横軸はインバーター負荷率を示し、縦軸は電力変換効率を示す。但し、電力変換効率については、単にその傾向のみを示している。
図2に示すように、電力変換効率は、インバーター負荷率が10%以下の非常に低い状態では低く、インバーター負荷率が約30%になるまでインバーター負荷率の上昇に伴って電力変換効率が高くなる。電力変換効率のピークは、インバーター負荷率が約30%から約40%の範囲であり、40%よりもインバーター負荷率が高くなるに従って、電力変換効率が徐々に低くなる。
図2は、インバーター104A,104Bの負荷率による電力変換効率の変化特性の一例を示す。図2の横軸はインバーター負荷率を示し、縦軸は電力変換効率を示す。但し、電力変換効率については、単にその傾向のみを示している。
図2に示すように、電力変換効率は、インバーター負荷率が10%以下の非常に低い状態では低く、インバーター負荷率が約30%になるまでインバーター負荷率の上昇に伴って電力変換効率が高くなる。電力変換効率のピークは、インバーター負荷率が約30%から約40%の範囲であり、40%よりもインバーター負荷率が高くなるに従って、電力変換効率が徐々に低くなる。
したがって、電力変換効率に着目した場合には、各インバーター104A,104Bは、インバーター負荷率が10%以下になることを避けるのが好ましい。また、より高い効率で運転する場合には、負荷率が約30%から約40%の範囲であるのが好ましい。但し、この範囲は一例であり、電力変換効率が最も高くなる負荷率の範囲は、インバーターの形式によって異なる。
蓄電池監視制御装置103が各蓄電池106A,106Bでの充電又は放電を組み合わせた負荷分散制御を行う際には、制御要因の1つとして、この電力変換効率に着目する。蓄電池監視制御装置103が負荷分散制御を行う際に着目する他の制御要因については後述する。
蓄電池監視制御装置103が各蓄電池106A,106Bでの充電又は放電を組み合わせた負荷分散制御を行う際には、制御要因の1つとして、この電力変換効率に着目する。蓄電池監視制御装置103が負荷分散制御を行う際に着目する他の制御要因については後述する。
[3.蓄電池監視制御装置による制御処理例]
図3のフローチャートは、蓄電池監視制御装置103による複数の蓄電池106A,106Bの充放電を制御する処理例を示す。
まず、蓄電池監視制御装置103は、リモート監視制御装置102からの充放電指令情報PXにより、充電又は放電の指示があるか否かを判断する(ステップS11)。充電又は放電の指示がない場合には(ステップS11のNO)、充放電指令情報PXが供給されるまで待機する。
図3のフローチャートは、蓄電池監視制御装置103による複数の蓄電池106A,106Bの充放電を制御する処理例を示す。
まず、蓄電池監視制御装置103は、リモート監視制御装置102からの充放電指令情報PXにより、充電又は放電の指示があるか否かを判断する(ステップS11)。充電又は放電の指示がない場合には(ステップS11のNO)、充放電指令情報PXが供給されるまで待機する。
充電又は放電の指示がある場合(ステップS11のYES)、蓄電池監視制御装置103は、現在の蓄電池106A,106Bの充電量が、第1閾値と第2閾値との間で管理可能な状態か否かを判断する(ステップS12)。ここでの第1閾値と第2閾値との間で管理可能な状態とは、例えば充電指示があるときに、第1閾値を超えた充電残量の蓄電池がある場合、あるいは、放電指示があるときに、第2閾値未満の充電残量の蓄電池がある場合に相当する。
ここで、第1閾値と第2閾値との間で管理可能な状態でない場合には(ステップS12のNO)、蓄電池監視制御装置103は、SOC上限値までの充電又はSOC下限値までの放電により、蓄電池106A,106Bを充放電する(ステップS13)。ステップS13での充電又は放電を開始した後、充電状況又は放電状況に変化があったときには、蓄電池監視制御装置103はステップS11の判断に戻る。
ここで、第1閾値と第2閾値との間で管理可能な状態でない場合には(ステップS12のNO)、蓄電池監視制御装置103は、SOC上限値までの充電又はSOC下限値までの放電により、蓄電池106A,106Bを充放電する(ステップS13)。ステップS13での充電又は放電を開始した後、充電状況又は放電状況に変化があったときには、蓄電池監視制御装置103はステップS11の判断に戻る。
ステップS12で、第1閾値と第2閾値との間で管理可能な状態であると判断した場合には(ステップS12のYES)、複数の蓄電池106A,106Bの充放電負荷を分散させた上で、第1閾値と第2閾値との間で充電又は放電を行う(ステップS14)。ここでの充放電負荷分散制御例は後述するが、単純に複数の蓄電池に充電や放電を分散させる以外に、充電時に一部の蓄電池を放電させる制御や、放電時に一部の蓄電池を充電させる制御を行う場合もある。
ステップS14での負荷分散制御が行われた状態での充電又は放電を開始した後、蓄電池監視制御装置103は、現在の負荷分散制御状態による蓄電池の組み合わせが適正か否かを判断する(ステップS15)。ここで、組み合わせが適正でない状況が発生した場合には(ステップS15のNO)、蓄電池監視制御装置103は、複数の蓄電池106A,106Bの充放電の組み合わせを変更して(ステップS16)、ステップS14の負荷分散制御状態に戻る。
また、組み合わせが適正である場合には(ステップS15のYES)、蓄電池監視制御装置103はステップS11の判断に戻る。
ステップS14での負荷分散制御が行われた状態での充電又は放電を開始した後、蓄電池監視制御装置103は、現在の負荷分散制御状態による蓄電池の組み合わせが適正か否かを判断する(ステップS15)。ここで、組み合わせが適正でない状況が発生した場合には(ステップS15のNO)、蓄電池監視制御装置103は、複数の蓄電池106A,106Bの充放電の組み合わせを変更して(ステップS16)、ステップS14の負荷分散制御状態に戻る。
また、組み合わせが適正である場合には(ステップS15のYES)、蓄電池監視制御装置103はステップS11の判断に戻る。
なお、この図3のフローチャートに示す制御例では、蓄電池監視制御装置103は、各蓄電池106A,106Bの充電残量が第1閾値と第2閾値の間のとき、ステップS14で負荷分散制御を行うようにした。これに対して、ステップS13でのSOC上限値までの充電やSOC下限値までの放電を行う際にも、蓄電池監視制御装置103は、負荷分散制御を行うようにしてもよい。
[4.具体的な充放電例]
図4は、2つの蓄電池106A,106Bを使って負荷分散制御を行う1つの例を示す。
ここでは、2つの蓄電池106A,106Bは同じ特性及び容量であり、SOC上限値を85%、SOC下限値を15%、第1閾値を60%、第2閾値を40%に設定した例である。図4において、縦軸は各蓄電池106A,106Bの充電残量であり、横軸は時間である。図4中で、実線の特性SOC1が一方の蓄電池106Aの充電残量を示し、破線の特性SOC2が他方の蓄電池106Bの充電残量を示す。また、図4中に二点差線で示す放電量IV1,IV2は、インバーター104A,104Bで変換した電力の積算量を示す。
図4は、2つの蓄電池106A,106Bを使って負荷分散制御を行う1つの例を示す。
ここでは、2つの蓄電池106A,106Bは同じ特性及び容量であり、SOC上限値を85%、SOC下限値を15%、第1閾値を60%、第2閾値を40%に設定した例である。図4において、縦軸は各蓄電池106A,106Bの充電残量であり、横軸は時間である。図4中で、実線の特性SOC1が一方の蓄電池106Aの充電残量を示し、破線の特性SOC2が他方の蓄電池106Bの充電残量を示す。また、図4中に二点差線で示す放電量IV1,IV2は、インバーター104A,104Bで変換した電力の積算量を示す。
図4は、リモート監視制御装置102から放電指令が蓄電池監視制御装置103に届いた状態であって、各蓄電池106A,106Bは、いずれも充電残量が第1閾値(60%)で待機した状態を示している。そして、必要な放電量は、1個の蓄電池106Aの放電で確保でき、かつ負荷分散制御の点から蓄電池106Aだけを放電させるのが好ましいとする。この場合、蓄電池監視制御装置103は、蓄電池106Aを放電するように、インバーター104Aに充放電指令P1を送る。この充放電指令P1により、図4の期間t1での放電IV1が行われ、実線で示すように、蓄電池106Aの充電残量SOC1が徐々に低下する。
そして、放電開始から所定期間(図4の期間t1)放電が継続することで、蓄電池106Aの充電残量SOC1が、第2閾値(40%)未満に低下したとする。このとき、蓄電池監視制御装置103は、蓄電池106Aの放電を停止し、別の蓄電池106Bの放電を開始する。蓄電池106Bの放電を開始するために、蓄電池監視制御装置103は、インバーター104Bに充放電指令P2を送る。この充放電指令P2により、図4の期間t2に示す放電IV2が行われ、破線で示すように、蓄電池106Bの充電残量SOC2が徐々に低下する。
ここでは、蓄電池監視制御装置103は、蓄電池106Bの放電時に、インバーター104Aが充電用として作動するように充放電指令P1を送り、蓄電池106Bから放電した電流で蓄電池106Aを充電する。この充電により、第2閾値未満に低下した蓄電池106Aの充電残量SOC1が、第1閾値と第2閾値の間の範囲内に復帰する。
そして、蓄電池106Aの充電残量SOC1がある程度の値(例えば50%)になると、蓄電池監視制御装置103は、インバーター104Aが放電用として作動するように充放電指令P1を送り、蓄電池106Aを放電する。この充放電指令P1により、図4の期間t3での放電IV1が行われる。
このようにして、蓄電池監視制御装置103が、2つの蓄電池106A,106Bを交互に作動させる負荷分散処理を制御する。
このようにして、蓄電池監視制御装置103が、2つの蓄電池106A,106Bを交互に作動させる負荷分散処理を制御する。
[5.負荷分散処理時の判断要因の例]
次に、蓄電池監視制御装置103が負荷分散処理を実行する際の判断要因の例を説明する。
図5は、インバーター104A,104Bの変換効率から負荷分散処理状態を判断する処理例を示すフローチャートである。
まず、蓄電池監視制御装置103は、現在作動中の状態よりも変換効率が高くなる別の蓄電池(インバーター)の組み合わせがあるか否かを判断する(ステップS21)。ここで、現在作動中の組み合わせより変換効率が高くなる別の組み合わせがないと判断した場合には(ステップS21のNO)、蓄電池監視制御装置103は、現在の組み合わせを継続し、ステップS21の判断を繰り返し行う。
次に、蓄電池監視制御装置103が負荷分散処理を実行する際の判断要因の例を説明する。
図5は、インバーター104A,104Bの変換効率から負荷分散処理状態を判断する処理例を示すフローチャートである。
まず、蓄電池監視制御装置103は、現在作動中の状態よりも変換効率が高くなる別の蓄電池(インバーター)の組み合わせがあるか否かを判断する(ステップS21)。ここで、現在作動中の組み合わせより変換効率が高くなる別の組み合わせがないと判断した場合には(ステップS21のNO)、蓄電池監視制御装置103は、現在の組み合わせを継続し、ステップS21の判断を繰り返し行う。
そして、現在作動中の組み合わせより変換効率が高くなる別の組み合わせが存在する場合には(ステップS21のYES)、蓄電池監視制御装置103は、充電又は放電する蓄電池の組み合わせを変更する(ステップS22)。ここでの組み合わせの変更には、作動中の各インバーター104A,104Bの負荷率の変更も含まれる。
ステップS22で充電又は放電する蓄電池の組み合わせを変更した後、ステップS21の判断に戻る。
このようにすることで、変換効率が常に高い状態で充電及び放電が行われるようになる。
ステップS22で充電又は放電する蓄電池の組み合わせを変更した後、ステップS21の判断に戻る。
このようにすることで、変換効率が常に高い状態で充電及び放電が行われるようになる。
図6は、インバーター104A,104Bの累積充放電時間から負荷分散処理状態を判断して、インバーター104A,104Bの累積充放電時間をほぼ均等にする処理例を示すフローチャートである。
まず、蓄電池監視制御装置103は、現在のインバーター104A,104Bの累積充放電時間に偏りがあるか否かを判断する(ステップS31)。ここで、現在のインバーター104A,104Bの累積充放電時間に偏りがないと判断した場合には(ステップS31のNO)、蓄電池監視制御装置103は、現在の組み合わせを継続し、ステップS31の判断を繰り返す。
まず、蓄電池監視制御装置103は、現在のインバーター104A,104Bの累積充放電時間に偏りがあるか否かを判断する(ステップS31)。ここで、現在のインバーター104A,104Bの累積充放電時間に偏りがないと判断した場合には(ステップS31のNO)、蓄電池監視制御装置103は、現在の組み合わせを継続し、ステップS31の判断を繰り返す。
そして、現在の累積充放電時間に偏りがある場合には(ステップS31のYES)、蓄電池監視制御装置103は、累積充放電時間が少ないインバーターを優先的に使うように、充電又は放電する蓄電池の組み合わせを変更する(ステップS32)。ステップS32で充電又は放電する蓄電池の組み合わせを変更した後、ステップS31の判断に戻る。このようにすることで、インバーターや蓄電池の累積充放電時間がほぼ均等になる。
蓄電池監視制御装置103は、これらの要因ごとの最適な負荷分散状態を総合的に判断して、実際に設定する負荷分散状態を決める。このとき、蓄電池監視制御装置103は、例えばそれぞれの要因ごとに優先度を決めて、優先度の高い要因をより反映させた負荷分散状態を行うようにしてもよい。なお、変換効率と累積充放電時間の2つの要因を使うのは一例であり、蓄電池監視制御装置103は、その他の要因を加えて負荷分散状態を決めるようにしてもよい。
このように本例の蓄電池システム100によると、蓄電池106A,106B及びインバーター104A,104Bが適切に分散して使用されると共に、蓄電池106A,106Bの充電残量が適切に管理される。したがって、蓄電システム全体としてのパフォーマンスの向上及び蓄電池の寿命の長寿命化を図ることができる。例えば、蓄電池106Aの充電量が第1閾値に達したとき、別の蓄電池106Bの充電量を調整して、SOC上限値に到達するのを防ぐ運用が可能になり、SOC上限値やSOC下限値に達する回数を減少させる運用が可能になる。また、複数の蓄電池106A,106Bの累積充放電時間の偏りを防ぐこともできるようになり、蓄電システム全体としてのパフォーマンスの向上や蓄電池の寿命の長寿命化を図ることができる。
しかも、本例の蓄電池システム100の場合には、複数の蓄電池106A,106Bの特性や容量がどのような組み合わせであっても適用が可能であり、複数の蓄電池を備えた種々の蓄電池システムに適用できるようになる。具体的には、複数の蓄電池106A,106Bは、特性や容量が同じである場合と、相違した場合のいずれであっても、本例の蓄電池システム100に適用が可能になる。このため、新規に作成する蓄電池システムに適用できることは勿論であるが、既存の蓄電池システムに、蓄電池監視制御装置103が行う制御機能を追加することでも適用できるようになる。
[6.閾値を変更する例]
ここまでの説明では、SOC上限値やSOC下限値との間に設定する第1閾値及び第2閾値は、60%と40%に設定する例とした。これに対して、第1閾値と第2閾値は、そのときの状況に応じて可変設定するようにしてもよい。
図7は、蓄電池監視制御装置103が第1閾値と第2閾値を可変設定する処理例を示すフローチャートである。
ここまでの説明では、SOC上限値やSOC下限値との間に設定する第1閾値及び第2閾値は、60%と40%に設定する例とした。これに対して、第1閾値と第2閾値は、そのときの状況に応じて可変設定するようにしてもよい。
図7は、蓄電池監視制御装置103が第1閾値と第2閾値を可変設定する処理例を示すフローチャートである。
まず蓄電池監視制御装置103は、電力系統101の状況と蓄電池システム100の状況から現在(又は近い将来)の需給バランスに変化があるか否かを判断する(ステップS41)。ここで、需給バランスに変化がないと判断したときには(ステップS41のNO)、各閾値を変更せずにそのまま待機する。
そして、需給バランスに変化があると判断したとき、蓄電池監視制御装置103は、現在(又は予想される)需給バランスに基づいて第1閾値と第2閾値を、SOC上限値やSOC下限値との間で再設定する閾値設定処理を行う(ステップS42)。そして、蓄電池監視制御装置103は、その再設定した第1閾値と第2閾値で負荷分散制御を行う。その後、蓄電池監視制御装置103は、ステップS41の判断処理に戻る。
ステップS41での需給バランスの変化とは、例えば、電力系統101に接続された負荷機器が多く作動して、電力消費が増える状況になった場合や、電力系統101に接続された発電所(太陽光、風力など)での発電量が増える状況になった場合などが想定される。
また、予想される需給バランスとしては、特定の時間に稼働する機器がある場合や、天気予報などから発電量の変化が予想される場合などがある。
また、予想される需給バランスとしては、特定の時間に稼働する機器がある場合や、天気予報などから発電量の変化が予想される場合などがある。
このように需給バランスの変化に基づいて第1閾値と第2閾値を可変設定することで、各蓄電池106A,106Bを適切に負荷分散制御できる範囲が可変し、そのときの需給バランスに基づいた適切な運用が可能になる。
[7.変形例]
なお、本発明は上述した実施の形態例に限定されるものではなく、様々な変形例又は応用例が含まれる。例えば、上述した実施の形態例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも図1などで説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
なお、本発明は上述した実施の形態例に限定されるものではなく、様々な変形例又は応用例が含まれる。例えば、上述した実施の形態例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも図1などで説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、図1に示す構成では、説明を簡単にするために2組の蓄電池106A,106Bと2組のインバーター104A,104Bを備えたものとしたが、本発明は、3組以上の多数の蓄電池やインバーターを備えた蓄電システムに適用可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
100…蓄電池システム、101…電力系統、102…リモート監視制御装置、103…蓄電池監視制御装置、104A,104B…インバーター、105A,105B…直流ライン、106A,106B…蓄電池、107…交流ライン
Claims (6)
- 個別にインバーターが接続されて個別に充電及び放電が可能な複数の蓄電池と、複数の前記蓄電池の充電量を監視して、複数の前記蓄電池に対して個別に充電指令又は放電指令を与える蓄電池監視制御装置とを備える蓄電池システムであり、
前記蓄電池監視制御装置は、それぞれの前記蓄電池の充電量として、蓄電池の充電容量から決まる上限充電量と下限充電量との間に、第1閾値と前記第1閾値よりも小さな充電量の第2閾値を設定し、それぞれの前記蓄電池が、前記第1閾値と前記第2閾値の間の充電量が優先的に設定されるように、複数の前記蓄電池での充電又は放電を組み合わせた負荷分散制御を行う
蓄電池システム。 - 前記蓄電池監視制御装置による前記負荷分散制御は、特定の前記蓄電池で充電を行うと同時に、特定の前記蓄電池以外の他の前記蓄電池で放電を行う
請求項1に記載の蓄電池システム。 - 前記蓄電池監視制御装置は、複数の前記蓄電池での充電又は放電を組み合わせて、前記インバーターでの電力変換効率が高い所定の範囲内の負荷率を優先して使用する制御を行う
請求項1に記載の蓄電池システム。 - 前記蓄電池監視制御装置は、複数の前記蓄電池での充電又は放電を組み合わせて、複数の前記インバーターでの累積充放電時間がほぼ均等になる制御を行う
請求項1に記載の蓄電池システム。 - 前記蓄電池監視制御装置は、接続された電力系統の需給バランスに関する情報を取得し、取得した需給バランスに関する情報に基づいて、前記第1閾値及び前記第2閾値を可変設定する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電池システム。 - 個別にインバーターが接続されて個別に充電及び放電が可能な複数の蓄電池に対して、個別に充電指令又は放電指令を与える蓄電池制御方法であり、
それぞれの前記蓄電池の充電量として、蓄電池の充電容量から決まる上限充電量と下限充電量との間に、第1閾値と前記第1閾値よりも小さな充電量の第2閾値を設定する閾値設定処理と、
それぞれの前記蓄電池が、前記第1閾値と前記第2閾値の間の充電量が優先的に設定されるように、複数の前記蓄電池での充電又は放電を組み合わせた負荷分散制御を行う負荷分散制御処理とを含む
蓄電池制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016077011A JP2017189045A (ja) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | 蓄電池システム及び蓄電池制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016077011A JP2017189045A (ja) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | 蓄電池システム及び蓄電池制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017189045A true JP2017189045A (ja) | 2017-10-12 |
Family
ID=60045082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016077011A Pending JP2017189045A (ja) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | 蓄電池システム及び蓄電池制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017189045A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019123529A1 (ja) * | 2017-12-19 | 2019-06-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 蓄電池システムおよびその運転方法 |
CN111162550A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-05-15 | 安徽天尚清洁能源科技有限公司 | 一种通过蓄电池过渡的微电网互补供电方法 |
JPWO2021074976A1 (ja) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010097760A (ja) * | 2008-10-15 | 2010-04-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蓄電システム |
WO2011016273A1 (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-10 | 日本電気株式会社 | エネルギーシステム |
JP2014030334A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-02-13 | Sekisui Chem Co Ltd | 電力管理装置、電力管理方法及びプログラム |
JP2014233096A (ja) * | 2011-09-27 | 2014-12-11 | 三洋電機株式会社 | 充放電システム |
-
2016
- 2016-04-07 JP JP2016077011A patent/JP2017189045A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010097760A (ja) * | 2008-10-15 | 2010-04-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蓄電システム |
WO2011016273A1 (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-10 | 日本電気株式会社 | エネルギーシステム |
JP2014233096A (ja) * | 2011-09-27 | 2014-12-11 | 三洋電機株式会社 | 充放電システム |
JP2014030334A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-02-13 | Sekisui Chem Co Ltd | 電力管理装置、電力管理方法及びプログラム |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019123529A1 (ja) * | 2017-12-19 | 2019-06-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 蓄電池システムおよびその運転方法 |
JPWO2021074976A1 (ja) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | ||
WO2021074976A1 (ja) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | 株式会社東芝 | 蓄電システム及び制御方法 |
JP7458408B2 (ja) | 2019-10-15 | 2024-03-29 | 株式会社東芝 | 蓄電システム及び制御方法 |
CN111162550A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-05-15 | 安徽天尚清洁能源科技有限公司 | 一种通过蓄电池过渡的微电网互补供电方法 |
CN111162550B (zh) * | 2019-12-18 | 2024-03-29 | 安徽尚特杰电力技术有限公司 | 一种通过蓄电池过渡的微电网互补供电方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11669144B2 (en) | Methods and systems for distributed power control of flexible datacenters | |
US20230178995A1 (en) | System of critical datacenters and behind-the-meter flexible datacenters | |
KR101661704B1 (ko) | 마이크로그리드 에너지관리시스템 및 에너지저장장치에 대한 전력 저장 방법 | |
JP2013192327A (ja) | 蓄電池制御装置、蓄電池制御方法、プログラム、蓄電システム、および電源システム | |
CN112585837A (zh) | 用于电池组的增强的电池管理*** | |
US8084994B2 (en) | System to extend the service life of portable devices | |
US20190148956A1 (en) | Control of parallel battery utilization | |
US10211667B2 (en) | Uninterrupted power supply systems and methods | |
JP6430775B2 (ja) | 蓄電池装置 | |
WO2011093362A1 (ja) | 電力供給方法、コンピュータ読み取り可能な記録媒体および発電システム | |
US9899856B2 (en) | Energy storage system, method and apparatus for controlling charging and discharging of the same | |
JP6166338B2 (ja) | エネルギー貯蔵システム | |
WO2017101453A1 (zh) | 供电控制方法及装置 | |
US20150263564A1 (en) | Energy storage system and method for driving the same | |
JP2017189045A (ja) | 蓄電池システム及び蓄電池制御方法 | |
JP2016226120A (ja) | パワーコンディショナの運転制御装置、運転制御方法、運転制御プログラム、および太陽光発電システム | |
KR102243021B1 (ko) | 하이브리드 에너지 저장 시스템 및 그 제어 방법 | |
US9450417B2 (en) | Method for efficiency-driven operation of dispatchable sources and storage units in energy systems | |
JP2014236602A (ja) | 複数蓄電池の複数目的制御装置、複数目的制御システム及びプログラム | |
KR20210055283A (ko) | 분산전원의 계통 유지 및 분산 운영 제어 방법 및 그 장치 | |
WO2013162500A1 (en) | Moderating a charging | |
US20160359327A1 (en) | Microgrid system and control method for the same | |
EP3567691B1 (en) | Composite power storage system and power storage method | |
JP6482170B2 (ja) | エネルギ・マネジメント・システム、電力システム、エネルギ管理方法、及びプログラム | |
KR102597278B1 (ko) | 복합 기능을 수행하는 에너지 저장 시스템 및 그 설계 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180918 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190612 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190716 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200128 |