JP2022171837A - 蓄電システム及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
定電圧に変圧された直流電力を蓄電池ユニットに出力し、かつ、蓄電池ユニットから直流電力が入力される第1入出力部と、第2入力部に入力された直流電力を交流電力に変換する変換部と、交流電力を電力系統又は負荷に出力し、かつ、電力系統から交流電力が入力される第2入出力部と、を有し、変換部は、第2入出力部に入力された交流電力を直流電力に変換し、第2変圧部は、変換部によって変換された直流電力の電圧を第2所定電圧に変圧し、かつ、第1入出力部に入力された直流電力の電圧を第3所定電圧に変圧し、変換部は、第2変圧部によって第3所定電圧に変圧された直流電力を交流電力に変換する、蓄電システムである。
図1は、実施形態に係る蓄電システム1の一例を示す図である。蓄電システム1は、発電装置2と、変圧装置3と、蓄電パワーコンディショナー4と、蓄電池ユニット5と、を備える。発電装置2は、発電可能な装置であり、例えば、太陽電池(PV)ユニット、燃料電池(FC)ユニット及び風力発電ユニット等である。発電装置2は、発電した直流電力を変圧装置3に入力する。変圧装置3は、入力部31と、変圧部32と、出力部33とを有する。発電装置2から出力された直流電力が入力部31に入力される。入力部31は、第1入力部の一例である。変圧部32は、入力部31に入力された直流電力の電圧を第1所定電圧に変圧する。変圧部32は、例えば、非絶縁型のDC/DCコンバータ又は絶縁型のDC/DCコンバータである。変圧部32は、第1変圧部の一例である。出力部33は、第1所定電圧に変圧された直流電力を蓄電パワーコンディショナー4に入力する。出力部33は、出力部の一例である。蓄電システム1は、複数の発電装置2を備えてもよい。変圧装置3は、複数の発電装置2のそれぞれに接続された複数の入力部31と、複数の変圧部32と、複数の出力部33とを有してもよい。
ディショナー4に入力された直流電力を交流電力に変換する。そのため、変圧装置3は、直流電力を交流電力に変換するDC/ACインバータを有していない。したがって、蓄電システム1によれば、変圧装置3にDC/ACインバータを設けないことにより、変圧装置3の小型化及び低コスト化が図られ、蓄電システム1の小型化、低コスト化及び高変換効率化を促進することができる。
図2は、実施形態に係る蓄電システム1の全体構成の一例を示す図である。蓄電システム1は、発電装置2と、変圧装置3と、蓄電パワーコンディショナー4と、蓄電池ユニット5と、操作部8と、表示部9と、通信部10と、特定負荷分電盤11とを備える。発電装置2は、発電可能な装置であり、例えば、PVユニット、FCユニット及び風力発電ユニット等である。発電装置2は、複数のPVユニット、複数のFCユニット及び複数の風力発電ユニット等を有してもよい。発電装置2は、発電した直流電力を変圧装置3に入力する。発電装置2と変圧装置3とは、ケーブル等によって相互に接続される。変圧装置3は、非絶縁型のDC/DCコンバータ又は絶縁型のDC/DCコンバータを有する。変圧装置3は、複数のDC/DCコンバータを有してもよい。変圧装置3は、発電装置2から入力された直流電力の電圧を変圧し、変圧された直流電力を蓄電パワーコンディショナー4に入力する。変圧装置3と蓄電パワーコンディショナー4とは、ケーブル等によって相互に接続される。変圧装置3は、蓄電パワーコンディショナー4に着脱可能である。蓄電パワーコンディショナー4に変圧装置3を取り付けていない場合であっても、蓄電パワーコンディショナー4は単独で動作可能である。図2の例では、変圧装置3の個数は1つであるが、図2の例に限定されない。変圧装置3は複数であってもよく、変圧装置3の個数は増減可能である。
電力を管理するシステムである。VPPは、複数の小規模発電設備をネットワークにより一括管理するシステムである。表示部9は、各種の情報を表示する。表示部9は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等である。通信部10は、ネットワーク12に接続されたサーバ13との間で通信を行うインターフェースである。通信部10
には、例えば、ルータやモデムが含まれる。ネットワーク12には、例えば、インターネット等の公衆ネットワークやLAN(Local Area Network)が含まれる。特定負荷分電盤11を設けることにより、停電時に、特定負荷分電盤11に接続された電気製品(特定負荷)へ発電装置2及び蓄電池ユニット5から自動で電力を供給できる。図2に示す蓄電システム1の構成要素の全てが必須という訳ではなく、蓄電システム1を実現する上で、適宜、蓄電システム1の構成要素の追加又は削除がされてもよい。
34は、複数の変圧部32を一括して制御してもよいし、複数の変圧部32を独立して制御してもよい。例えば、複数の変圧部32が同時に運転を開始するように、制御部34は、複数の変圧部32を制御してもよい。例えば、複数の変圧部32のうちの一部が運転を開始し、複数の変圧部32のうちの他の一部が運転を停止するように、制御部34は、複数の変圧部32を制御してもよい。出力部33は、第1所定電圧に変圧された直流電力を蓄電パワーコンディショナー4に入力する。
〈第1制御〉
第1制御は、直流電力が入力部41に入力された場合の制御である。制御部46の制御の下、変圧部42は、入力部41に入力された直流電力の第1所定電圧を第2所定電圧に変圧し、直流電力を出力する。入出力部43は、第2所定電圧に変圧された直流電力を蓄電池ユニット5に入力する。直流電力が蓄電池ユニット5に入力されることにより、蓄電池ユニット5が充電される。
第2制御は、直流電力が入力部41に入力された場合の制御である。制御部46の制御の下、変換部44は、入力部41に入力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力を出力する。入出力部45は、交流電力を電力系統6又は負荷7に出力する。
第3制御は、直流電力が入出力部43に入力された場合の制御である。蓄電池ユニット5が放電することにより、直流電力が蓄電池ユニット5から入出力部43に入力される。制御部46の制御の下、変圧部42は、入出力部43に入力された直流電力の電圧を第3
所定電圧に変圧し、直流電力を出力する。制御部46の制御の下、変換部44は、変圧部42から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力を出力する。入出力部45は、交流電力を電力系統6又は負荷7に出力する。第3所定電圧は、例えば、電力系統6の系統電圧のピーク値に所定係数を掛けた値である。第1所定電圧が、電力系統6の系統電圧のピーク値に所定係数を掛けた値である場合、第1所定電圧と第3所定電圧とが同じ値である。第1所定電圧が、PVユニット21から出力された直流電力の電圧に10Vを足した値である場合、第1所定電圧と第3所定電圧とが異なる値である。
第4制御は、電力系統6から交流電力が入出力部45に入力された場合の制御である。制御部46の制御の下、変換部44は、入出力部45に入力された交流電力を直流電力に変換し、直流電力を出力する。制御部46の制御の下、変圧部42は、変換部44から出力された直流電力の電圧を第2所定電圧に変圧し、直流電力を出力する。入出力部43は、第2所定電圧に変圧された直流電力を蓄電池ユニット5に入力する。直流電力が蓄電池ユニット5に入力されることにより、蓄電池ユニット5が充電される。
入出力部45から電力系統6又は負荷7に交流電力が出力される。したがって、入力部41に入力された直流電力を用いて、蓄電池ユニット5の充電が行われる。また、変圧部42及び変換部44の出力が開始され、入出力部43から蓄電池ユニット5に直流電力が出力されると共に、入出力部45から電力系統6及び負荷7に交流電力が出力されてもよい。
2 発電装置
3 変圧装置
4 蓄電パワーコンディショナー
5 蓄電池ユニット
6 電力系統
7 負荷
21 PVユニット
31、41 入力部
32、42 変圧部
33 出力部
34、46 制御部
35、47 通信部
43、45 入出力部
44 変換部
Claims (8)
- 変圧装置と蓄電パワーコンディショナーとを備える蓄電システムであって、
前記変圧装置は、
発電装置から出力された直流電力が入力される第1入力部と、
前記第1入力部に入力された直流電力の電圧を第1所定電圧に変圧する第1変圧部と、
前記第1所定電圧に変圧された直流電力を前記蓄電パワーコンディショナーに出力する第1出力部と、
を有し、
前記蓄電パワーコンディショナーは、
前記第1出力部から出力された直流電力が入力される第2入力部と、
前記第2入力部に入力された直流電力の前記第1所定電圧を第2所定電圧に変圧する第2変圧部と、
前記第2所定電圧に変圧された直流電力を蓄電池ユニットに出力し、かつ、前記蓄電池ユニットから直流電力が入力される第1入出力部と、
前記第2入力部に入力された直流電力を交流電力に変換する変換部と、
交流電力を電力系統又は負荷に出力し、かつ、前記電力系統から交流電力が入力される第2入出力部と、
を有し、
前記変換部は、前記第2入出力部に入力された交流電力を直流電力に変換し、
前記第2変圧部は、前記変換部によって変換された直流電力の電圧を前記第2所定電圧に変圧し、かつ、前記第1入出力部に入力された直流電力の電圧を第3所定電圧に変圧し、
前記変換部は、前記第2変圧部によって前記第3所定電圧に変圧された直流電力を交流電力に変換する、
蓄電システム。 - 前記変圧装置は、
前記蓄電パワーコンディショナーとの間で通信を行う第1通信部と、
前記第1変圧部の制御を行う制御部と、
を有し、
前記蓄電パワーコンディショナーは、
前記変圧装置との間で通信を行う第2通信部と、
を有し、
前記第2通信部は、所定の電圧値を前記変圧装置に送信し、
前記第1通信部は、前記所定の電圧値を前記蓄電パワーコンディショナーから受信し、
前記制御部は、前記所定の電圧値に基づいて、前記第1変圧部の変圧動作を制御する、
請求項1に記載の蓄電システム。 - 前記第2通信部は、運転開始指令、運転停止指令及び出力開始指令のうちの少なくとも一つを含む制御信号を前記変圧装置に送信し、
前記第1通信部は、前記蓄電パワーコンディショナーから前記制御信号を受信し、
前記制御部は、前記制御信号に基づいて、前記第1変圧部の運転開始、運転停止及び出力開始を制御する、
請求項2に記載の蓄電システム。 - 前記変圧装置の個数は、増減可能である、
請求項1から3の何れか一項に記載の蓄電システム。 - 請求項1に記載の蓄電システムにおける変圧装置であって、
前記蓄電パワーコンディショナーとの間で通信を行う第1通信部と、
前記第1変圧部の制御を行う制御部と、
を有し、
前記第1通信部は、所定の電圧値を前記蓄電パワーコンディショナーから受信し、
前記制御部は、前記所定の電圧値に基づいて、前記第1変圧部の変圧動作を制御する、
変圧装置。 - 前記第1通信部は、運転開始指令、運転停止指令及び出力開始指令のうちの少なくとも一つを含む制御信号を前記蓄電パワーコンディショナーから受信し、
前記制御部は、前記制御信号に基づいて、前記第1変圧部の運転開始、運転停止及び出力開始を制御する、
請求項5に記載の変圧装置。 - 請求項1に記載の蓄電システムにおける蓄電パワーコンディショナーであって、
前記変圧装置との間で通信を行う第2通信部を有し、
前記第2通信部は、所定の電圧値を前記変圧装置に送信する、
蓄電パワーコンディショナー。 - 前記第2通信部は、運転開始指令、運転停止指令及び出力開始指令のうちの少なくとも一つを含む制御信号を前記変圧装置に送信する、
請求項7に記載の蓄電パワーコンディショナー。
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