JP2024077720A - 蓄電池制御装置、及び蓄電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】大規模な蓄電システムにおいても蓄電量を蓄電池ストリングの単位と蓄電池の単位とで管理すると共に、制御装置の処理負荷を適切に抑える。【解決手段】蓄電池制御装置2は、ストリングST1~STx毎に設けられ、ストリング補器5を制御する複数の第1制御装置21と、複数の第1制御装置21と蓄電システム1外の上位サーバー7と通信する第2制御装置22とを備える。第1制御装置21は、ストリングST1~STxの状態についての情報を取得して第2制御装置22に送信する。第2制御装置22は、上位サーバー7から受信する蓄電システム1の充放電電力指示値と、複数の第1制御装置21から受信する複数のストリングST1~STxの状態についての情報とに基づいて、複数のストリングST1~STxのそれぞれに割り当てる充放電電力指示値を算出して第1制御装置21に送信する。【選択図】図4
Description
本発明は、蓄電池制御装置、及び蓄電システムに関する。
並列に接続される複数の蓄電池ストリングを備える蓄電システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の蓄電システムにおいて、蓄電池ストリングは、直列接続される複数の蓄電池と、電力変換器とを備える。この電力変換器は、コントローラにより制御されて蓄電池ストリングの出力を負荷供給母線の設定電圧に変換する。
また、並列に接続される複数の蓄電池ストリングを備える蓄電システムとして、直列接続される複数の蓄電池毎に設けられる複数のバイパススイッチユニットと、蓄電池ストリング毎に設けられる複数のストリング遮断スイッチとを備えるものが知られている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2に記載の蓄電システムにおいて、バイパススイッチユニットは、コントローラにより制御されて蓄電池を接続状態とバイパス状態とに切り換える。また、ストリング遮断スイッチは、コントローラにより制御されて蓄電池ストリングを接続状態と遮断状態とに切り換える。
さらに、ディマンドレスポンス(以下、DRという)の要請に応じて、バッテリの温度調整制御を実行する蓄電システムが知られている(例えば、特許文献3参照)。特許文献3に記載の蓄電システムでは、電力網の電力不足を緩和するように充放電制御を実行する場合に、温度調整制御の実行が制限される。
多数の蓄電池ストリングを備え、各蓄電池ストリングに、電力変換器と多数の蓄電池と多数のバイパススイッチユニットとが設けられる大規模な蓄電システムを想定する。この想定において、DRの要請に応じて充放電制御を実行するためには、蓄電量を蓄電池ストリングの単位や蓄電池の単位で管理する必要がある。しかしながら、大規模な蓄電システムにおいては、蓄電池ストリングが多数になり、蓄電池は更に多数となるため、制御装置の制御の複雑化を回避し、制御装置の処理負荷を適切に抑える対策を要する。
本発明は上記事情に鑑み、大規模な蓄電システムにおいても蓄電量を蓄電池ストリングの単位と蓄電池の単位とで管理すると共に、制御装置の処理負荷を適切に抑えることができる蓄電池制御装置、及び蓄電システムを提供することを目的とする。
本発明の蓄電池制御装置は、並列に接続される複数の蓄電池ストリングを備え、前記蓄電池ストリングが、直列に接続される複数の蓄電池と、前記蓄電池毎に設けられ前記蓄電池をバイパス状態と接続状態とに切り換える複数のバイパス回路と、前記蓄電池ストリングの入出力電力を変換する電力変換器とを備える蓄電システムを制御する蓄電池制御装置であって、前記蓄電池ストリング毎に設けられ、前記電力変換器と前記バイパス回路とを含む前記蓄電池ストリングの補器類を制御する複数の第1制御部と、複数の前記第1制御部と前記蓄電システム外のシステムと通信する第2制御部とを備え、前記第1制御部は、前記蓄電池ストリングの状態についての情報を取得して前記第2制御部に送信し、前記第2制御部は、前記蓄電システム外のシステムから受信する前記蓄電システムの充放電電力又は充放電電流の指示値と、複数の前記第1制御部から受信する複数の前記蓄電池ストリングの状態についての情報とに基づいて、複数の前記蓄電池ストリングのそれぞれに割り当てる充放電電力又は充放電電流の指示値を算出して前記第1制御部に送信し、前記第1制御部は、前記第2制御部から受信した前記蓄電池ストリングの充放電電力又は充放電電流の指示値に応じて、前記蓄電池ストリングの補器類を制御する。
本発明の蓄電システムは、並列に接続される複数の蓄電池ストリングと、蓄電池制御装置とを備え、前記蓄電池ストリングが、直列に接続される複数の蓄電池と、前記蓄電池毎に設けられ前記蓄電池をバイパス状態と接続状態とに切り換える複数のバイパス回路と、前記蓄電池ストリングの入出力電力を変換する電力変換器とを備える蓄電システムであって、前記蓄電池制御装置は、前記蓄電池ストリング毎に設けられ、前記電力変換器と前記バイパス回路とを含む前記蓄電池ストリングの補器類を制御する複数の第1制御部と、複数の前記第1制御部と前記蓄電システム外のシステムと通信する第2制御部とを備え、前記第1制御部は、前記蓄電池ストリングの状態についての情報を取得して前記第2制御部に送信し、前記第2制御部は、前記蓄電システム外のシステムから受信する前記蓄電システムの充放電電力又は充放電電流の指示値と、複数の前記第1制御部から受信する複数の前記蓄電池ストリングの状態についての情報とに基づいて、複数の前記蓄電池ストリングのそれぞれに割り当てる充放電電力又は充放電電流の指示値を算出して前記第1制御部に送信し、前記第1制御部は、前記第2制御部から受信した前記蓄電池ストリングの充放電電力又は充放電電流の指示値に応じて、前記蓄電池ストリングの補器類を制御する。
本発明によれば、大規模な蓄電システムにおいても蓄電量を蓄電池ストリングの単位と蓄電池の単位とで管理すると共に、制御装置の処理負荷を適切に抑えることができる。
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において実施形態を適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用される。
図1は、本発明の一実施形態に係る蓄電池制御装置2(図4参照)を備える蓄電システム1を示す斜視図である。この図に示すように、蓄電システム1は、定置用の電源であり、ストリングシステム10と、ストリングシステム10を収容するコンテナCと、蓄電システムコントローラPSCとを備える。ストリングシステム10は、多数のストリングST1~STxを備える。
コンテナCは、縦横に並べられた多数のトレイTを引き出し可能に収容している。各トレイTには、ストリングST1~STxが載置されている。また、蓄電システムコントローラPSCは、後述の上位サーバー7及びストリングシステムコントローラSSCと通信し、蓄電システム補器3を制御する制御装置である(図4参照)。また、蓄電システムコントローラPSCは、表示機能及び入力機能を備えるタッチパネル等の表示入力装置8を含む。なお、上位サーバー7、蓄電システム補器3、及びストリングシステムコントローラSSCについては後述する。
図2は、図1に示す蓄電システム1が備えるストリングSTxを示す斜視図である。この図に示すように、ストリングSTxは、多数の蓄電池B1~Bxと、蓄電池接続モジュール100とを備える。
ストリングSTxは、直列に接続される多数の蓄電池B1~Bxを備える。特に限定するわけではないが、本実施形態の蓄電池B1~Bxは、中古の蓄電池を再生したものであり、各蓄電池B1~Bxの劣化度に差がある。蓄電池B1~Bxは、電力供給用のワイヤーハーネスWHが接続される正極端子及び負極端子を備える。蓄電池B1~Bxは、例えば、リチウムイオンバッテリ、リチウムイオンキャパシタ等の二次電池であり、電力変換器PCxを通じて外部系統(図示省略)から電力を供給されて充電され、充電された電力を電力変換器PCxを通じて放電して外部系統に電力を供給する。外部系統は、家庭内の家電、商用電源系統等の負荷や太陽光発電システム等の発電機を含む。
蓄電池B1~Bxは、多数の蓄電池セルが直列に接続される蓄電池モジュールである。なお、蓄電池B1~Bxは、複数の蓄電池モジュールが直列に接続される蓄電池パックであってもよく、単数の蓄電池セルであってもよい。
蓄電池B1~Bxは、二列に並べられており、列間に蓄電池接続モジュール100が配されている。蓄電池接続モジュール100は、ベースプレート101と、複数のバイパススイッチユニットBSU1~BSUxと、複数のバスバ102とを備える。また、蓄電池接続モジュール100は、電流センサ13と、電力変換器PCxと、サービスプラグ140と、ストリングコントローラSCxとを備える。さらに、蓄電池接続モジュール100は、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスユニット160と、電力供給用のワイヤーハーネスWHとを備える。
他方で、蓄電池接続モジュール100は、直線的に並べられた複数の接続ユニットCU1~CUxを備える。先頭の接続ユニットCU1には、電力変換器PCxと電流センサ13とが設けられている。この接続ユニットCU1に続いて、接続ユニットCU2~CUxが、順番に並べられている。
蓄電池接続モジュール100は、複数のバイパススイッチユニットBSU1~BSUxを備える。バイパススイッチユニットBSU1~BSUxは、それぞれ蓄電池B1~Bx毎に設けられている。また、複数のバイパススイッチユニットBSU1~BSUxは、2個1組で接続ユニットCU2~CUxの何れかに設けられている。
蓄電池B1~Bxが、蓄電池B1~Bxの接続方向にB1,B2,…Bxと順番に並べられているのに対して、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxは、蓄電池B1~Bxの接続方向にBSU1,BSU2,…BSUxと順番に並べられている。バイパススイッチユニットBSU1は、電力供給用のワイヤーハーネスWHにより蓄電池B1の正極端子及び負極端子に接続されている。また、バイパススイッチユニットBSU1は、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネス(図示省略)により、蓄電池B1の通信用及び電力供給用の接続端子(図示省略)に接続されている。同様に、バイパススイッチユニットBSU2~BSUxは、各々、電力供給用のワイヤーハーネスWHにより蓄電池B2~Bxの正極端子及び負極端子に接続され、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスにより、蓄電池B2~Bxの通信用及び電力供給用の接続端子に接続されている。バイパススイッチユニットBSU1~BSUxの構成は共通である。なお、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxの構成の詳細については後述する。
電力変換器PCxは、例えば双方向のDC/DCコンバータであり、放電時の一次側の正極端子131と、放電時の一次側の負極端子132と、放電時の二次側の正極端子(図示省略)と、放電時の二次側の負極端子(図示省略)とを備える。正極端子131は、バスバ102により、接続ユニットCU2のバイパススイッチユニットBSU1の入力端子に接続されている。また、負極端子132は、バスバ102により、電流センサ13に接続されている。この電流センサ13は、バスバ102により、接続ユニットCU2のバイパススイッチユニットBSUxの出力端子に接続されている。
バイパススイッチユニットBSU1の出力端子とバイパススイッチユニットBSU2の入力端子とはバスバ102により接続されている。同様に、複数のバイパススイッチユニットBSU2~BSUxの内、蓄電池B1~Bxの接続方向に隣り合う物同士が、バスバ102により接続されている。ここで、複数のバイパススイッチユニットBSU1~BSUxの内、蓄電池B1~Bxの接続方向に隣り合う物同士がバスバ102により機械的にも接続されることにより、複数枚のプレート101Aが一体化されたベースプレート101が構成されている。
図3は、図1に示す蓄電システム1の回路の構成を示す回路図である。この図に示すように、蓄電システム1は、蓄電システムコントローラPSCと、ストリングシステム10とを備える。本実施形態では、ストリングシステム10は単数であるが、ストリングシステム10が複数の場合もある。
ストリングシステム10は、ストリングシステムコントローラSSCと、多数のストリングST1~STxと、ストリングバス6とを備える。多数のストリングST1~STxは、ストリングバス6を介して、相互に並列に接続されると共に外部系統(図示省略)に接続されている。
各ストリングST1~STxは、1個のストリングコントローラSC1~SCxと、1個の電力変換器PC1~PCxと、1個のストリング遮断スイッチ11と、多数のモジュールM1~Mxとを備える。各モジュールM1~Mxは、1個の蓄電池B1~Bxと、1個のバイパススイッチユニットBSU1~BSUxと、1個の電圧センサ12と、1個のモジュールコントローラMC1~MCxとを備える。ここで、各ストリングST1~STxは、直列に接続される多数の蓄電池B1~Bxと、蓄電池B1~Bx毎に設けられた多数のバイパススイッチユニットBSU1~BSUxとを備える。また、各ストリングST1~STxは、1個の電流センサ13と、1個の電圧センサ14と、1個のヒューズ15と、蓄電池B1~Bxと同数の電圧センサ12、及び温度センサ(図示省略)と、蓄電池セルと同数のセル電圧センサ(共に図示省略)とを備える。
電力変換器PC1~PCxは、双方向コンバータであり、ストリングバス6に接続されている。また、電力変換器PC1~PCxには、始端の蓄電池B1の正極と終端の蓄電池Bxの負極とが接続されている。
電力変換器PC1~PCxは、ストリングST1~STxの充電時に、ストリングバス6から入力された電圧を、後述の充電電力(又は充電電流)の指示値(以下、充電電力指示値という)に応じて変換して複数の蓄電池B1~Bxに出力する。ここで、ストリングST1~STx側の電圧は、蓄電池B1~Bxのバイパス状態(バイパスされている蓄電池B1~Bxの数)や蓄電池B1~Bxの充電状態に応じて変化する。そのため、電力変換器PC1~PCxは、ストリングST1~STxの充電時に、ストリングバス6から入力された電圧を、ストリングST1~STx側の電圧に変換して複数の蓄電池B1~Bxに出力する。
電力変換器PC1~PCxは、ストリングST1~STxの放電時に、複数の蓄電池B1~Bxから入力された電圧を、後述の放電電力(又は放電電流)の指示値(以下、放電電力指示値)に応じて変換してストリングバス6に出力する。ここで、放電時の電力変換器PC1~PCxの入力電圧は、蓄電池B1~Bxのバイパス状態や蓄電池B1~Bxの充電状態に応じて変化する。それにより、放電時にストリングST1~STx間で電力変換器PC1~PCxの入力電圧にバラツキが生じる。そのため、電力変換器PC1~PCxは、ストリングST1~STxの放電時に、入力電圧を他のストリングST1~STxと整合する電圧に変換してストリングバス6に出力する。なお、ストリングバス6を流れる電流が交流の場合には、電力変換器PC1~PCxは、瞬時値の変化に対して追従するための同期手段を備える。
ストリング遮断スイッチ11は、各電力変換器PC1~PCxとストリングバス6との間に設けられている。このストリング遮断スイッチ11は、ストリングST1~STxをストリングバス6に対して接続又は遮断する。また、ヒューズ15は、ストリング遮断スイッチ11とストリングバス6との間に設けられた電力ヒューズである。
電圧センサ12は、各蓄電池B1~Bxの正負極端子間に接続されており、各蓄電池B1~Bxの端子間電圧を検出して検出信号をモジュールコントローラMC1~MCxに送信する。また、電流センサ13は、各ストリングST1~STxの電力線PLに設けられており、各ストリングST1~STxの充放電電流(以下、ストリング電流という)を検出して検出信号をストリングコントローラSC1~SCxに送信する。また、電圧センサ14は、各ストリングST1~STxの電力線PLに設けられており、各ストリングST1~STxの総電圧(以下、ストリング総電圧という)を検出して検出信号を各ストリングコントローラSC1~SCxに送信する。また、温度センサは、各蓄電池B1~Bxに設けられており、各蓄電池B1~Bxの温度を検出して検出信号を各モジュールコントローラMC1~MCxに送信する。さらに、セル電圧センサは、各蓄電池B1~Bxの蓄電池セル毎に設けられており、蓄電池セルの電圧を検出して検出信号を各モジュールコントローラMC1~MCxに送信する。
バイパススイッチユニットBSU1~BSUxは、蓄電池B1~Bx毎に設けられている。各バイパススイッチユニットBSU1~BSUxは、バイパス線BLと、スイッチS1,S2とを備える。バイパス線BLは、各蓄電池B1~Bxをバイパスする電力線である。スイッチS1は、バイパス線BLに設けられている。このスイッチS1は、例えば機械式スイッチや半導体スイッチやリレーである。スイッチS2は、各蓄電池B1~Bxの正極とバイパス線BLの一端との間に設けられている。このスイッチS2は、例えば機械式スイッチや半導体スイッチやリレーである。
始端の蓄電池B1及び終端の蓄電池Bxは、電力変換器PC1~PCx及びストリングバス6を介して外部系統(図示省略)に接続されている。全てのバイパススイッチユニットBSU1~BSUxにおいてスイッチS1がOFFになりスイッチS2がONになった場合に、全ての蓄電池B1~Bxが外部系統に直列で接続される。他方で、何れかのバイパススイッチユニットBSU1~BSUxにおいてスイッチS2がOFFになり、スイッチS1がONになった場合に、当該バイパススイッチユニットBSU1~BSUxに対応する蓄電池B1~Bxがバイパスされる。
図4は、図1に示す蓄電システム1の制御の構成を示すブロック図である。この図に示すように、蓄電システム1は、蓄電池制御装置2を備える。蓄電池制御装置2は、複数の第1制御装置21と、第2制御装置22とを備える。第1制御装置21は、多数のストリングコントローラSC1~SCxと、更に多数のモジュールコントローラMC1~MCxとを備える。第2制御装置22は、蓄電システムコントローラPSCと、ストリングシステムコントローラSSCとを備える。
蓄電システムコントローラPSC、ストリングシステムコントローラSSC、ストリングコントローラSC1~SCx、及びモジュールコントローラMC1~MCxは、階層毎に設けられている。蓄電システムコントローラPSCは、最上位の蓄電システム1の階層に対応する。ストリングシステムコントローラSSCは、蓄電システム1の階層に次ぐストリングシステム10の階層に対応する。ストリングコントローラSC1~SCxは、ストリングシステム10の階層に次ぐストリングST1~STxの階層に対応する。モジュールコントローラMC1~MCxは、ストリングST1~STxの階層に次ぐモジュールM1~Mx(図3参照)の階層に対応する。以下、各階層に対応するコントローラについて説明する。
<蓄電システムコントローラPSC>
蓄電システムコントローラPSCは、上位サーバー7とストリングシステムコントローラSSCと通信し、蓄電システム補器3を制御・管理する。上位サーバー7は、アグリゲータの施設や、ビルや工場等の受電設備等に備えられている。この上位サーバー7は、蓄電システム1の状態と需要側の電力需要とに応じて、蓄電システム1全体に対する充放電電力(又は充放電電流)の指示値(以下、充放電電力指示値という)を算出し、蓄電システムコントローラPSCに送信する。
蓄電システムコントローラPSCは、上位サーバー7とストリングシステムコントローラSSCと通信し、蓄電システム補器3を制御・管理する。上位サーバー7は、アグリゲータの施設や、ビルや工場等の受電設備等に備えられている。この上位サーバー7は、蓄電システム1の状態と需要側の電力需要とに応じて、蓄電システム1全体に対する充放電電力(又は充放電電流)の指示値(以下、充放電電力指示値という)を算出し、蓄電システムコントローラPSCに送信する。
蓄電システム補器3としては、コンテナC(図1参照)内の温度を検出する温度センサ、コンテナCの扉の開閉を検出する開閉センサ、消火設備等(何れも図示省略)が挙げられる。蓄電システムコントローラPSCは、温度センサの検出値が閾値を超える場合には、コンテナC内の温度を異常と判定し、表示入力装置8(図1参照)に異常通知を出力する。また、蓄電システムコントローラPSCは、開閉センサにより扉の開放が検知された場合には、扉開放の通知を表示パネルに出力する。さらに、蓄電システムコントローラPSCは、消火設備の稼働状態を監視する。
蓄電システムコントローラPSCは、ストリングST1~STxの状態についての情報(以下、ストリング状態情報という)と、ストリングシステム10の状態についての情報(以下、ストリングシステム状態情報という)とをストリングシステムコントローラSSCから受信し、上位サーバー7又は表示パネルに出力する。
ストリングST1~STxの状態としては、充電、放電、休止、メンテナンス等の運転状態、ストリング電流、ストリング総電圧、ストリングST1~STxのSOC(State of Charge)(以下、ストリングSOCという)、ストリングST1~STxのSOH(State of Health)(以下、ストリングSOHという)、ストリングST1~STxの入出力電流(又は入出力電流)の制限値(以下、ストリング入出力電力制限値という)等が挙げられる。
ストリングシステム10の状態としては、ストリングバス6(図3参照)の電流(以下、ストリングバス電流という)、ストリングバス6の電圧(以下、ストリングバス電圧という)、ストリングシステム10のSOC(以下、ストリングシステムSOCという)、ストリングシステム10のSOH(以下、ストリングシステムSOHという)、ストリングシステム10の入出力電力(又は入出力電流)の制限値(以下、ストリングシステム入出力電力制限値という)等が挙げられる。
蓄電システムコントローラPSCは、ストリングシステムコントローラSSCから受信したストリング状態情報とストリングシステム状態情報とに基づいて、蓄電システム1の状態を推定する。蓄電システム1の状態としては、充電、放電、休止、メンテナンス等の運転状態、蓄電システム1のSOC(以下、蓄電システムSOCという)、蓄電システム1のSOH(以下、蓄電システムSOHという)等が挙げられる。蓄電システムコントローラPSCは、推定した蓄電システム1としての状態についての情報(以下、蓄電システム状態情報という)を、必要に応じて表示パネルに出力する。なお、ストリングシステム10が単数である本実施形態では、ストリングシステムSOCは、蓄電システムSOCと等しくなり、ストリングSOHは、蓄電システムSOHと等しくなる。
蓄電システムコントローラPSCは、上位サーバー7の処理で必要となる情報を上位サーバー7に送信する。上位サーバー7の処理で必要となる情報としては、蓄電システムSOC、蓄電システムSOH、ストリングシステム入出力電力制限値等が挙げられる。ここで、上位サーバー7は、蓄電システムコントローラPSCから受信した「上位サーバー7の処理で必要となる情報」に基づいて、蓄電システム1に対応した充放電指示を決定し蓄電システムコントローラPSCに送信する。この充放電指示としては、充放電電力指示値に加えて、定電圧(CV:Constant Voltage)モード、定電流(CC:Constant Current)モード、及び定電力(CP:Constant Power)モード等の制御量、自立運転や系統連系等の運転方式等が挙げられる。
蓄電システムコントローラPSCは、作業者等により表示入力装置8で入力された各種指示情報をストリングシステムコントローラSSCに送信する。表示入力装置8で入力可能な各種指示情報としては、メンテナンス/停止モードの実行の指示(以下、メンテナンス/停止指示)、充放電を強制的に実行させる指示、状態推定を強制的に実行させる指示等の情報が挙げられる。
メンテナンス/停止指示としては、蓄電システム補器3、ストリングシステム補器4、及びストリング補器5を強制的に動作させる指示等が挙げられる。蓄電システム補器3、ストリングシステム補器4、及びストリング補器5を強制的に動作させることにより、蓄電システム補器3、ストリングシステム補器4、及びストリング補器5の動作確認が可能となる。
充放電を強制的に実行させる指示としては、所定の充放電量を指定して蓄電システム1に充放電を強制的に実行させる指示等が挙げられる。所定の充放電量を指定して蓄電システム1に充放電を強制的に実行させることにより、蓄電システム1が指定された所定の充放電量を入出力できるか否かを確認することが可能となる。
状態推定を強制的に実行させる指示としては、所定の状態推定の項目を指定して蓄電システム1に状態推定を強制的に実行させる指示等が挙げられる。所定の状態推定の項目を指定して蓄電システム1に状態推定を強制的に実行させることにより、例えば、ストリングシステムSOHや蓄電システムSOH等の状態推定の項目を任意の時点で取得することが可能となる。
図5は、蓄電システムコントローラPSCの処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、蓄電システム1が稼働されると開始されてステップS1に移行し、蓄電システム1が稼働している間、ステップS2~S9が繰り返される。
ステップS1において、蓄電システムコントローラPSCは、各種のパラメータを初期化する。次に、ステップS2において、蓄電システムコントローラPSCは、ストリング状態情報とストリングシステム状態情報とをストリングシステムコントローラSSCから受信する。蓄電システムコントローラPSCは、必要に応じて、ストリング状態情報とストリングシステム状態情報とを表示入力装置8に出力する。
次に、ステップS3において、蓄電システムコントローラPSCは、蓄電システム補器3の状態(コンテナCの温度、扉の開閉状態等)についての情報(以下、蓄電システム補器状態情報という)を蓄電システム補器3から取得する。蓄電システムコントローラPSCは、必要に応じて、蓄電システム補器状態情報を表示入力装置8に出力する。
次に、ステップS4において、蓄電システムコントローラPSCは、ステップS2で受信したストリング状態情報とストリングシステム状態情報とに基づいて、蓄電システム1としての状態を推定する。蓄電システムコントローラPSCは、必要に応じて、蓄電システムとしての状態についての情報(以下、蓄電システム状態情報という)を表示入力装置8に出力する。なお、蓄電システム1としての状態の推定は、ストリングシステムコントローラSSCによって行われてもよい。その場合、ストリングシステムコントローラSSCは、推定結果を蓄電システムコントローラPSCに送信すればよい。
次に、ステップS5において、蓄電システムコントローラPSCは、ステップS2~S4で取得した情報を解析し、蓄電システム1の異常の有無を判定する。蓄電システムコントローラPSCは、例えば、ステップS2~S4で受信した各種の検出値や推定値と閾値とを比較することにより、蓄電システム1の異常の有無を判定する。蓄電システムコントローラPSCは、必要に応じて、蓄電システム1の異常の有無についての判定結果を表示入力装置8に出力する。
次に、ステップS6において、蓄電システムコントローラPSCは、ステップS2~S5で取得した情報の内、上位サーバー7の処理で必要となる情報を上位サーバー7に送信する。次に、ステップS7において、蓄電システムコントローラPSCは、上位サーバー7から送信される充放電電力指示値等の指示情報を受信する。ここで、上位サーバー7は、ステップS6で蓄電システムコントローラPSCから受信した情報に基づいて、蓄電システム1に対応した指示を決定し、ステップS7において蓄電システムコントローラPSCに充放電電力指示値等の指示情報を送信する。
次に、ステップS8において、蓄電システムコントローラPSCは、上位サーバー7から受信した今回と前回との指示情報を比較し、ストリングシステム10の運転状態の更新の要否を判定する。蓄電システムコントローラPSCは、例えば、上位サーバー7から受信した充放電電力値に前回と今回とで変化がある場合には、ストリングシステム10の運転状態の更新が必要であると判定する。ステップS8において肯定判定がされた場合にはステップS9に移行し、ステップS8において否定判定がされた場合にはステップS2に移行する。
ステップS9において、蓄電システムコントローラPSCは、ステップS7で受信した充放電電力指示値等の指示情報をストリングシステムコントローラSSCに送信する。ステップS9からステップS2に移行する。以下、蓄電システム1の稼働中、ステップS2~S9が繰り返される。
<ストリングシステムコントローラSSC>
図4に示すストリングシステムコントローラSSCは、蓄電システムコントローラPSCと多数のストリングコントローラSC1~SCxと通信し、ストリングシステム補器4を制御・管理する。ストリングシステム補器4としては、雰囲気温度を検出する温度センサ、ストリングシステム10内の冷却装置、及びストリングバス6の遮断装置、ストリングバス6の電流を検出する電流センサ、ストリングバス6の電圧を検出する電圧センサ等が挙げられる。
図4に示すストリングシステムコントローラSSCは、蓄電システムコントローラPSCと多数のストリングコントローラSC1~SCxと通信し、ストリングシステム補器4を制御・管理する。ストリングシステム補器4としては、雰囲気温度を検出する温度センサ、ストリングシステム10内の冷却装置、及びストリングバス6の遮断装置、ストリングバス6の電流を検出する電流センサ、ストリングバス6の電圧を検出する電圧センサ等が挙げられる。
ストリングシステムコントローラSSCは、ストリング状態情報をストリングコントローラSC1~SCxから受信する。ストリングST1~STxの状態としては、充電、放電、休止、メンテナンス等の運転状態、ストリング電流、ストリング総電圧、ストリングSOC、ストリングSOH、ストリング充放電電力制限値、ストリングシステム補器4の状態等が挙げられる。ストリングシステム補器4の状態としては、ストリングバス電流、ストリングバス電圧等が挙げられる。
ストリングシステムコントローラSSCは、ストリングコントローラSC1~SCxから受信したストリング状態情報に基づいてストリングシステム10としての状態を推定する。ストリングシステム10としての状態としては、ストリングバス電流、ストリングバス電圧、ストリングシステムSOC、ストリングシステムSOH、ストリングシステム入出力電力制限値等が挙げられる。なお、ストリングシステム10としての状態の推定は、蓄電システムコントローラPSCが行ってもよい。蓄電システムコントローラPSCは、ストリングシステムコントローラSSCからストリング状態情報を受信してストリングシステム10としての状態を推定し、推定結果に基づいて蓄電システム1としての状態を推定すればよい。
ストリングシステムコントローラSSCは、例えば、温度センサ、電流センサ、電圧センサの検出値やストリングシステム10としての状態の推定値が閾値の範囲を超える場合には、ストリングシステム10の異常の有無を判定し、ストリングシステム10の稼働を停止させたり、異常通知を蓄電システムコントローラPSCに送信したりする。
ストリングシステムコントローラSSCは、ストリングコントローラSC1~SCxから受信した情報、及び自身が推定した情報の内、蓄電システムコントローラPSCの処理で必要となる情報を、蓄電システムコントローラPSCに送信する。蓄電システムコントローラPSCの処理で必要となる情報としては、ストリングシステムSOC、ストリングシステムSOH、ストリングシステム入出力電力制限値等が挙げられる。
ここで、蓄電システムコントローラPSCは、ストリングシステムコントローラSSCから受信した「蓄電システムコントローラPSCの処理で必要となる情報」に基づいて、ストリングシステム10に対応した指示を決定しストリングシステムコントローラSSCに指示情報を送信する。この指示としては、充放電モードにおけるストリングシステム10に対する充放電指示、メンテナンスモードにおけるストリングシステム10の各部を個別に制御する指示(以下、個別制御指示という)、状態推定モードにおけるストリングシステム10に対する状態推定指示等が挙げられる。充放電モードにおけるストリングシステム10の充放電指示としては、充放電電力指示値に加えて、定電圧(CV)モード、定電流(CC)モード、及び定電力(CP)モードの制御量、自立運転/系統連系等の運転方式等の指示が挙げられる。メンテナンスモードにおけるストリングシステム10の個別制御指示としては、電力変換器PC1~PCx、冷却装置(図示省略)、スイッチS1,S2等のストリングシステム補器4を個別に制御する指示が挙げられる。状態推定モードにおけるストリングシステム10に対する状態推定指示としては、各ストリングST1~STxの状態推定を行うために必要な予め定められた制御の実行指示が挙げられる。
ストリングシステムコントローラSSCは、蓄電システムコントローラPSCから上述のストリングシステム10に対応した指示を受信し、今回受信した指示と前回受信した指示との比較により、ストリングシステム10の運転状態の更新の要否を判定する。ストリングシステム10の運転状態の更新が必要である場合、ストリングシステムコントローラSSCは、各ストリングST1~STxの運転モード、各ストリングコントローラSC1~SCxからのバイパス要求に対する許可(以下、バイパス許可という)、及び、各ストリングST1~STxに割り当てる充放電電力指示値を決定する。各ストリングST1~STxの運転モードとしては、充放電モード、状態推定モード、メンテナンス/停止モード等が挙げられる。
ここで、ストリングシステムコントローラSSCは、各ストリングST1~STxの過去から現在までの運転履歴に基づいて、各ストリングST1~STxの運転モード、バイパス許可、及び充放電電力指示値を決定する。過去から現在までの運転履歴に基づく運転モード等の決定としては、例えば、以下の(1)~(4)等が挙げられる。
(1)各ストリングST1~STxの状態推定の実施時期に基づいて、各ストリングST1~STxの状態推定を実施するか否かを決定する。
(2)各ストリングST1~STxの異常判定の有無や時期に基づいて、各ストリングST1~STxのメンテナンスを実施するか、各ストリングST1~STxの充放電を実行するかを決定する。
(3)各ストリングコントローラSC1~SCxからのバイパス要求の有無に応じて、各ストリングST1~STxの充放電電力指示値を決定する。例えば、バイパス要求を送信したストリングコントローラSC1~SCxに対応するストリングST1~STxの充放電電力指示値を0に決定する。なお、当該ストリングST1~STxのバイパス制御の完了後、当該ストリングST1~STxに対する充放電電力指示値を増加させる。
(4)各ストリングST1~STxのストリングSOC、ストリングSOH、ストリング総電圧に基づいて、各ストリングST1~STxの充放電電力指示値を決定する。
(1)各ストリングST1~STxの状態推定の実施時期に基づいて、各ストリングST1~STxの状態推定を実施するか否かを決定する。
(2)各ストリングST1~STxの異常判定の有無や時期に基づいて、各ストリングST1~STxのメンテナンスを実施するか、各ストリングST1~STxの充放電を実行するかを決定する。
(3)各ストリングコントローラSC1~SCxからのバイパス要求の有無に応じて、各ストリングST1~STxの充放電電力指示値を決定する。例えば、バイパス要求を送信したストリングコントローラSC1~SCxに対応するストリングST1~STxの充放電電力指示値を0に決定する。なお、当該ストリングST1~STxのバイパス制御の完了後、当該ストリングST1~STxに対する充放電電力指示値を増加させる。
(4)各ストリングST1~STxのストリングSOC、ストリングSOH、ストリング総電圧に基づいて、各ストリングST1~STxの充放電電力指示値を決定する。
図6は、ストリングシステムコントローラSSCの処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、蓄電システム1が稼働されると開始されてステップS11に移行し、蓄電システム1が稼働している間、ステップS12~S26が繰り返される。
ステップS11において、ストリングシステムコントローラSSCは、各種のパラメータを初期化する。次に、ステップS12において、ストリングシステムコントローラSSCは、ストリング状態情報を各ストリングコントローラSC1~SCxから受信する。
次に、ステップS13において、ストリングシステムコントローラSSCは、ストリングシステム補器状態情報(ストリングバス電圧、ストリングバス電流等)をストリングシステム補器4から受信する。
次に、ステップS14において、ストリングシステムコントローラSSCは、ステップS12で受信したストリング状態情報とステップS13で受信したストリングシステム補器状態情報とに基づいて、ストリングシステム10としての状態を推定する。なお、ストリングシステム10としての状態の推定は、蓄電システムコントローラPSCによって行われ、推定結果が蓄電システムコントローラPSCからストリングシステムコントローラSSCや上位サーバー7に送信されるようにしてもよい。
次に、ステップS15において、ストリングシステムコントローラSSCは、ステップS12~S14で受信した情報を解析し、ストリングシステム10の異常の有無を判定する。ストリングシステムコントローラSSCは、例えば、ステップS12~S14で受信した各種の検出値や推定値と閾値とを比較することにより、ストリングシステム10の異常の有無を判定する。
次に、ステップS16において、ストリングシステムコントローラSSCは、ステップS12~S15で受信した情報の内、蓄電システムコントローラPSC及び上位サーバー7の処理で必要となる情報を蓄電システムコントローラPSCに送信する。次に、ステップS17において、ストリングシステムコントローラSSCは、蓄電システムコントローラPSCから送信される指示を受信する。ここで、蓄電システムコントローラPSCは、ステップS16でストリングシステムコントローラSSCから受信した情報に基づいて、ストリングシステム10に対応した指示(充放電モードにおける充放電電力指示値等)を決定し、ステップS17においてストリングシステムコントローラSSCに送信する。
次に、ステップS18において、ストリングシステムコントローラSSCは、蓄電システムコントローラPSCから受信した今回と前回との指示を比較し、ストリングST1~STxの運転状態の更新の要否を判定する。ストリングシステムコントローラSSCは、例えば、蓄電システムコントローラPSCから受信した充放電電力指示値に前回と今回とで変化がある場合には、ストリングST1~STxの運転状態の更新が必要であると判定する。また、ストリングシステムコントローラSSCは、例えば、蓄電システムコントローラPSCから受信したメンテナンスモードにおける個別制御指示に前回と今回とで変化がある場合には、ストリングST1~STxの運転状態の更新が必要であると判定する。ステップS18において肯定判定がされた場合にはステップS19に移行し、ステップS18において否定判定がされた場合にはステップS12に移行する。
次に、ステップS19において、ストリングシステムコントローラSSCは、所定の条件に応じて、各ストリングコントローラSC1~SCxに対する指示を決定する。所定の条件としては、ステップS12で取得した各ストリングST1~STxの状態、各ストリングST1~STxの過去から現在までの運転履歴、表示入力装置8で入力された各種指示等が挙げられる。各ストリングコントローラSC1~SCxに対する指示の項目としては、各ストリングST1~STxの運転モード(状態推定モード、充放電モード、メンテナンス/停止モード等)、各ストリングコントローラSC1~SCxからのバイパス要求に対する許可/不許可、及び、各ストリングST1~STxへの充放電電力指示値の割り当て等が挙げられる。表示入力装置8でメンテナンス/停止指示が入力されている場合には、ストリングシステムコントローラSSCは、各ストリングST1~STxに対する指示を、メンテナンス/停止指示に決定する。同様に、蓄電システムコントローラPSCの表示入力装置8で充放電又は状態推定を強制的に実行させる指示が入力されている場合には、ストリングシステムコントローラSSCは、各ストリングST1~STxに対する指示を、充放電指示又は状態推定指示に決定する。
次に、ステップS20において、ストリングシステムコントローラSSCは、ストリングコントローラSC1~SCxに対する指示情報の送信を管理するためのカウント値mを初期値(m=1)に設定する。次に、ステップS21において、ストリングシステムコントローラSSCは、指示の対象のストリングST1~STxの運転モードが、充放電モード、状態推定モード、及びメンテナンス/停止モードの何れであるかを判定する。充放電モードである場合には、ステップS23に移行し、状態推定モードである場合には、ステップS22に移行し、メンテナンス/停止モードである場合には、ステップS24に移行する。
ステップS22において、ストリングシステムコントローラSSCは、対象のストリングコントローラSC1~SCxに状態推定指示を送信する。状態推定指示の項目としては、状態推定モードフラグのON、充放電電力指示値、バイパス許可/不許可等が挙げられる。各ストリングST1~STxの状態推定モードでは、例えば、定電流で放電を行い、その間に電圧等のデータを取得すること等が行われる。ここで、各ストリングST1~STx内の蓄電池B1~Bxの劣化度にバラツキがある場合には、蓄電池B1~Bxは、劣化度の大きいものから順番に全放電に至る。そして、蓄電池B1~Bxが全放電に至る度に、モジュールコントローラMC1~MCxからバイパス要求が送信される。それにより、ストリングシステムコントローラSSCは、受信したバイパス要求に対してバイパス許可を通知するか否かを判定し、バイパス許可/不許可の通知をストリングコントローラSC1~SCxに送信することになる。
他方で、ステップS23において、ストリングシステムコントローラSSCは、対象のストリングコントローラSC1~SCxに充放電指示を送信する。充放電指示の項目としては、充放電モードフラグのON、充放電電力指示値、バイパス許可/不許可等が挙げられる。全放電又は満充電の蓄電池B1~Bxが存在する場合には、モジュールコントローラMC1~MCxからバイパス要求が送信される。それにより、ストリングシステムコントローラSSCは、受信したバイパス要求に対してバイパス許可を通知するか否かを判定し、バイパス許可/不許可の通知をストリングコントローラSC1~SCxに送信することになる。
他方で、ステップS24において、ストリングシステムコントローラSSCは、対象のストリングコントローラSC1~SCxにメンテナンス/停止指示を送信する。メンテナンス/停止指示の項目としては、メンテナンス/停止フラグのON、各種指示、バイパス許可/不許可等が挙げられる。各種指示は、表示入力装置8で入力される指示に対応する指示である。例えば、蓄電システム補器3、ストリングシステム補器4、及びストリング補器5、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxを強制的に動作させる指示等が挙げられる。ここで、表示入力装置8でバイパススイッチユニットBSU1~BSUxを強制的に動作させる指示が入力された場合、ストリングシステムコントローラSSCは、バイパス許可/不許可の指示をストリングコントローラSC1~SCxに送信する。なお、メンテナンス/停止指示は、表示入力装置8で入力された場合に限らず、異常発生時に送信されたり、定期的に送信されたりするようにしてもよい。
ステップS22,S23,S24からステップS25に移行し、ステップS25において、ストリングシステムコントローラSSCは、ストリングコントローラSC1~SCxに対する指示情報の送信を管理するためのカウント値mに1加算する。次に、ステップS26において、ストリングシステムコントローラSSCは、全てのストリングコントローラSC1~SCxに対する指示情報の送信が完了したか否かを判定する。具体的には、ストリングシステムコントローラSSCは、カウント値mがストリングコントローラSC1~SCxの総数xに達したか否かを判定する。ステップS26において否定判定がされた場合にはステップS21に移行し、ステップS21~S26が繰り返される。他方で、ステップS26において肯定判定がされた場合にはステップS12に移行し、蓄電システム1の稼働中、ステップS12~S26が繰り返される。
<ストリングコントローラSC1~SCx>
図4に示すストリングコントローラSC1~SCxは、ストリングシステムコントローラSSCと多数のモジュールコントローラMC1~MCxと通信し、ストリング補器5を制御・管理する。ストリング補器5としては、電力変換器PC1~PCx、ストリング電流を検出する電流センサ13、ストリング総電圧を検出する電圧センサ14、ストリング遮断スイッチ11等(何れも図3参照)が挙げられる。
図4に示すストリングコントローラSC1~SCxは、ストリングシステムコントローラSSCと多数のモジュールコントローラMC1~MCxと通信し、ストリング補器5を制御・管理する。ストリング補器5としては、電力変換器PC1~PCx、ストリング電流を検出する電流センサ13、ストリング総電圧を検出する電圧センサ14、ストリング遮断スイッチ11等(何れも図3参照)が挙げられる。
ストリングコントローラSC1~SCxは、蓄電池B1~Bxの状態についての情報(以下、蓄電池状態情報という)をモジュールコントローラMC1~MCxから受信する。蓄電池B1~Bxの状態としては、蓄電池B1~Bxの温度、電流、電圧、セル電圧、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxの状態等が挙げられる。
ストリングコントローラSC1~SCxは、モジュールコントローラMC1~MCxから受信した蓄電池状態情報に基づいて、蓄電池B1~BxのSOC、SOH、入出力電力制限値等を推定する。なお、蓄電池B1~BxのSOC、SOH、入出力電力制限値等の推定は、モジュールコントローラMC1~MCxが行ってもよい。この場合、モジュールコントローラMC1~MCxは、推定結果をストリングコントローラSC1~SCxに送信すればよい。
ストリングコントローラSC1~SCxは、モジュールコントローラMC1~MCxから受信した蓄電池状態情報に基づいてストリングST1~STxとしての状態を推定する。ストリングST1~STxとしての状態としては、ストリングSOH、ストリングSOC、ストリングST1~STxの入出力電力制限値(以下、ストリング入出力電力制限値という)等が挙げられる。なお、ストリングST1~STxの状態の推定は、ストリングシステムコントローラSSCが行ってもよい。この場合、ストリングコントローラSC1~SCxは、蓄電池状態情報と蓄電池の状態の推定結果とをストリングシステムコントローラSSCに送信すればよい。
ストリングコントローラSC1~SCxは、例えば、電流センサ13、電圧センサ14の検出値やストリングST1~STxとしての状態の推定値が閾値の範囲外である場合には、当該ストリングST1~STxの異常の有無を判定する。この場合、ストリングコントローラSC1~SCxは、当該ストリングST1~STxの稼働を停止させたり、異常通知をストリングシステムコントローラSSCに送信したりする。
ストリングコントローラSC1~SCxは、モジュールコントローラMC1~MCxから受信した情報、及び自身が推定した情報の内、ストリングシステムコントローラSSCの処理で必要となる情報を、ストリングシステムコントローラSSCに送信する。ストリングシステムコントローラSSCの処理で必要となる情報としては、蓄電池B1~Bxの温度、電流、電圧、SOC、SOH、入出力電力制限値、セル電圧、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxの状態、ストリングSOC、ストリングSOH、ストリング入出力電力制限値等が挙げられる。
ここで、ストリングシステムコントローラSSCは、ストリングコントローラSC1~SCxから受信した「ストリングシステムコントローラSSCの処理で必要となる情報」に基づいて、各ストリングST1~STxに対応した指示を決定しストリングコントローラSC1~SCxに指示情報を送信する。この指示としては、充放電モードにおける各ストリングST1~STxの充放電指示、メンテナンスモードにおける各ストリングST1~STxの個別制御指示、状態推定モードにおける各ストリングST1~STxの状態推定指示等が挙げられる。充放電モードにおける各ストリングST1~STxの充放電指示の項目としては、充放電電力指示値に加えて、定電圧モード、定電流モード、及び定電力モードの制御量、自立運転/系統連系等の運転方式等が挙げられる。メンテナンスモードにおける各ストリングST1~STxの個別制御指示の項目としては、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxを個別に制御する指示等が挙げられる。状態推定モードにおける状態推定指示の項目としては、定電流で充放電を行い、その際の蓄電池B1~Bxの端子間電圧を記録すること等が挙げられる。
ストリングコントローラSC1~SCxは、ストリングシステムコントローラSSCから上述の各ストリングST1~STxに対応した指示情報を受信し、今回受信した指示情報と前回受信した指示情報との比較により、各ストリングST1~STxのバイパススケジュールの更新の要否を判定する。各ストリングST1~STxのバイパススケジュールとは、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxによる蓄電池B1~Bxのバイパスに関する計画であり、予め定められた基準で決定される。ストリングコントローラSC1~SCxは、各ストリングST1~STxにおいて充電から放電、又は放電から充電の切り換えが行われるか否かを判定し、当該切り換えが行われる場合に、バイパススケジュールの更新が必要であると判定する。ストリングコントローラSC1~SCxは、バイパススケジュールの更新が必要である場合には、モジュールコントローラMC1~MCxから受信した蓄電池状態情報と、蓄電池B1~Bxの状態の推定結果とに基づいて、蓄電池B1~Bxのバイパススケジュールを決定する。
他方で、ストリングコントローラSC1~SCxは、モジュールコントローラMC1~MCxから受信した蓄電池状態情報と蓄電池B1~Bxの状態の推定結果とについての今回と前回との比較により、ストリング入出力電力の制御の要否を判定する。ストリングコントローラSC1~SCxは、ストリング入出力電力の制御が必要である場合、電力変換器PC1~PCxを制御する。
ストリングコントローラSC1~SCxは、ストリングシステムコントローラSSCから受信した充放電電力指示値に応じて電力変換器PC1~PCxを制御する。
ストリングコントローラSC1~SCxは、ストリングシステムコントローラSSCからメンテナンス/停止指示を受信した場合、受信したメンテナンス/停止指示を解析して実行するメンテナンスの種類を判定する。このメンテナンスの種類としては、個別制御、自己診断、蓄電池B1~Bxの交換(以下、蓄電池交換という)等が挙げられる。
個別制御としては、ストリング遮断スイッチ11、ストリングST1~STx内の冷却装置等を個別にON/OFFさせる制御等が挙げられる。自己診断としては、状態推定モードや充放電モードでの運転時には判定が困難であった異常について判定する異常判定等が挙げられる。当該異常判定としては、電力変換器PC1~PCx等のストリング補器5やバイパススイッチユニットBSU1~BSUx等について特別な制御を行い、その応答を各種センサで取得して異常の有無を判定すること等が挙げられる。蓄電池交換としては、劣化が進行した蓄電池B1~Bxや故障した蓄電池B1~Bxの交換を案内すること等が挙げられる。蓄電池交換の際には、蓄電システムコントローラPSCの表示入力装置8に作業ガイドが表示され、蓄電池交換の対象のストリングST1~STxの停止等の必要な制御が蓄電システム1において実行される。なお、蓄電池交換の対象ではないストリングST1~STxについては、充放電モードで運転させてもよい。また、蓄電池交換の終了後には、蓄電池交換を行ったストリングST1~STxが状態推定モードで運転され、蓄電池状態情報がモジュールコントローラMC1~MCxからストリングコントローラSC1~SCxに送信される。なお、蓄電池交換の対象ではないストリングST1~STxについては、充放電モードで運転させてもよい。
ストリングコントローラSC1~SCxは、ストリングシステムコントローラSSCから状態推定指示を受信した場合、今回受信したストリング入出力電力指示値と前回受信したストリング入出力電力指示値とを比較し、変化したか否かを判定する。ストリングコントローラSC1~SCxは、前回と今回とでストリング入出力電力指示値に変化が有った場合、ストリングST1~STxの状態推定が可能であるように、ストリング補器5やバイパススイッチユニットBSU1~BSUxを予め定めた方法で制御する。状態推定モードの実行時のストリング補器5の制御方法としては、ストリング遮断スイッチ11をONにし、電力変換器PC1~PCxを定電流制御する方法等が挙げられる。また、状態推定モードの実行時のバイパススイッチユニットBSU1~BSUxの制御方法としては、放電時に全放電になった蓄電池B1~Bxを順次バイパスさせる方法等が挙げられる。
ストリングコントローラSC1~SCxは、モジュールコントローラMC1~MCxから受信した蓄電池状態情報を記録する。また、ストリングコントローラSC1~SCxは、モジュールコントローラMC1~MCxから受信した蓄電池状態情報に基づいて、状態推定を行う際に用いるパラメータを必要に応じて更新する。このパラメータとしては、蓄電池B1~BxのSOH、蓄電池B1~Bxの入出力制限値のマップ、SOC-OCV特性等が挙げられる。
<充放電モード>
図7~図9は、ストリングコントローラSC1~SCxの処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、蓄電システム1が稼働されると開始されてステップS31に移行し、蓄電システム1が稼働している間、ステップS32~S66が繰り返される。
図7~図9は、ストリングコントローラSC1~SCxの処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、蓄電システム1が稼働されると開始されてステップS31に移行し、蓄電システム1が稼働している間、ステップS32~S66が繰り返される。
ステップS31において、ストリングコントローラSC1~SCxは、各種のパラメータを初期化する。次に、ステップS32において、ストリングコントローラSC1~SCxは、蓄電池状態情報を各モジュールコントローラMC1~MCxから受信する。次に、ステップS33において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS32で受信した蓄電池状態情報に基づいて、蓄電池B1~Bxの状態(SOC、SOH、入出力電力制限値等)を推定する。
次に、ステップS34において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ストリング補器状態情報をストリング補器5から受信する。ストリング補器5の状態としては、ストリング総電圧、ストリング電流、ストリング遮断スイッチ11の状態、電力変換器PC1~PCxの状態等が挙げられる。
次に、ステップS35において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS32~S34で受信した情報に基づいて、ストリングST1~STxとしての状態を推定する。なお、ストリングST1~STxとしての状態の推定は、ストリングシステムコントローラSSCにより行われてもよい。この場合、ストリングシステムコントローラSSCは、推定結果をストリングコントローラSC1~SCxや蓄電システムコントローラPSCに送信すればよい。
次に、ステップS36において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS32~S34で受信した情報とステップS35における推定結果とを解析し、ストリングST1~STxの異常の有無を判定する。ストリングコントローラSC1~SCxは、例えば、ステップS32~S35で得られた各種の検出値及び推定値と閾値とを比較することにより、ストリングST1~STxの異常の有無を判定する。
次に、ステップS37において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS32~S36で得られた情報の内、上位階層のコントローラ、及び上位サーバー7の処理で必要となる情報をストリングシステムコントローラSSCに送信する。次に、ステップS38において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ストリングシステムコントローラSSCから送信される指示情報を受信する。ここで、ストリングシステムコントローラSSCは、ステップS37でストリングコントローラSC1~SCxから受信した情報に基づいて、ストリングST1~STxに対応した指示(充放電モードや状態推定モードにおけるストリング入出力電力指示値やバイパス許可/不許可、メンテナンスモードにおける個別制御指示等)を決定し、ステップS38においてストリングコントローラSC1~SCxに指示情報を送信する。
次に、ステップS39において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS38でストリングシステムコントローラSSCから受信した指示情報に、充放電指示が含まれるか否かを判定する。ステップS39において肯定判定がされた場合にはステップS40に移行し、ステップS39において否定判定がされた場合には、図8のステップS51に移行する。なお、ステップS39において、ストリングコントローラSC1~SCxが、充放電モード、メンテナンス/停止モード、状態推定モードの何れかに関する指示であるかを判定するようにしてもよい。その場合、充放電モードに関する指示である場合には、ステップS40に移行し、メンテナンス/停止モードに関する指示である場合には、図8のステップS51に移行し、状態推定モードである場合には、図9のステップS61に移行するようにすればよい。
図7のステップS40において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS38で受信した充放電指示と前回受信した充放電指示とを比較し、上述のバイパススケジュールの更新の要否とストリング入出力電力の制御の要否とを判定する。ストリングコントローラSC1~SCxは、例えば、各ストリングST1~STxにおいて充電から放電、又は放電から充電の切り換えが行われるか否かを判定し、当該切り換えが行われる場合に、バイパススケジュールの更新が必要であると判定する。他方で、ストリングコントローラSC1~SCxは、モジュールコントローラMC1~MCxから受信し、又は自信で推定した情報の今回と前回との比較により、ストリング入出力電力の制御の要否を判定する。ステップS40において、上述のバイパススケジュールの更新の要否とストリング入出力電力の制御の要否との少なくとも一方について肯定判定がされた場合にはステップS41に移行する。他方で、ステップS40において、上述のバイパススケジュールの更新の要否とストリング入出力電力の制御の要否との双方について否定判定がされた場合にはステップS44に移行する。
ステップS41において、ストリングコントローラSC1~SCxは、モジュールコントローラMC1~MCxから受信した蓄電池状態情報と、蓄電池B1~Bxの状態の推定結果とに基づいて、蓄電池B1~Bxのバイパススケジュールを決定する。次に、ステップS42において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS32~S38で得られた情報に基づいて、ストリング補器5を制御する。ストリングコントローラSC1~SCxは、例えば、ストリングST1~STx内の冷却装置(図示省略)の作動、ストリング遮断スイッチ11の制御等を行う。
次に、ステップS43において、ストリングコントローラSC1~SCxは、バイパス制御を実行する条件が成立した後に、バイパス制御を実行する。ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS32で受信した蓄電池状態情報(蓄電池B1~BxのSOH等)、及びステップS38で受信したバイパス許可/不許可と、ステップS41で決定したバイパススケジュールとを比較し、上記条件の成立/非成立を判定する。
次に、ステップS44において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS38でストリングシステムコントローラSSCから受信したストリング入出力電力指示値に応じて電力変換器PC1~PCxを制御する。ステップS44から図8のステップS51に移行する。
<メンテナンス/停止モード>
図8のステップS51において、ストリングコントローラSC1~SCxは、図7のステップS38でストリングシステムコントローラSSCから受信した指示情報に、メンテナンス/停止指示が含まれるか否かを判定する。ステップS51において肯定判定がされた場合にはステップS52に移行し、ステップS51において否定判定がされた場合には、図9のステップS61に移行する。
図8のステップS51において、ストリングコントローラSC1~SCxは、図7のステップS38でストリングシステムコントローラSSCから受信した指示情報に、メンテナンス/停止指示が含まれるか否かを判定する。ステップS51において肯定判定がされた場合にはステップS52に移行し、ステップS51において否定判定がされた場合には、図9のステップS61に移行する。
図8のステップS52において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS38で受信したメンテナンス/停止指示と前回受信したメンテナンス/停止指示とを比較し、メンテナンス/停止指示に変化が有るか否かを判定する。ステップS52において肯定判定がされた場合にはステップS53に移行し、ステップS52において否定判定がされた場合には図9のステップS61に移行する。
図8のステップS53において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS38でストリングシステムコントローラSSCから受信したメンテナンス/停止指示を解析して実行するメンテナンスの種類を判定する。実行するメンテナンスの種類が個別制御である場合にはステップS54に移行し、実行するメンテナンスの種類が自己診断である場合にはステップS57に移行し、実行するメンテナンスの種類が蓄電池交換である場合にはステップS58に移行する。
ステップS54において、ストリングコントローラSC1~SCxは、表示入力装置8で入力された個別制御指示にストリング補器5の動作確認が含まれるか否かを判定し、含まれる場合にストリング補器5の制御を実行する。ストリング補器5の制御としては、ストリング遮断スイッチ11やストリングST1~STx内の冷却装置を個別に作動させる制御等が挙げられる。
次に、ステップS55において、ストリングコントローラSC1~SCxは、表示入力装置8で入力された個別制御指示にバイパススイッチユニットBSU1~BSUxの動作確認が含まれるか否かを判定し、含まれる場合に、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxの制御を実行する。次に、ステップS56において、ストリングコントローラSC1~SCxは、表示入力装置8で入力された個別制御指示に電力変換器PC1~PCxの動作確認が含まれるか否かを判定し、含まれる場合に電力変換器PC1~PCxの制御を実行する。ステップS56から図9のステップS61に移行する。
他方で、ステップS57において、ストリングコントローラSC1~SCxは、自己診断を行うためのストリング補器5やバイパススイッチユニットBSU1~BSUx等についての特別な制御を実行する。その際、ストリングコントローラSC1~SCxは、各種センサで検出される検出情報に基づいて、ストリングST1~STxの異常の有無を判定する。ステップS57から図9のステップS61に移行する。
また、ステップS58において、ストリングコントローラSC1~SCxは、蓄電池交換を行うためのストリング補器5についての必要な制御を、作業者により表示入力装置8に入力された指示に応じて実行する。ステップS58から図9のステップS61に移行する。
<状態推定モード>
図9のステップS61において、ストリングコントローラSC1~SCxは、図7のステップS38でストリングシステムコントローラSSCから受信した指示情報に、状態推定指示が含まれるか否かを判定する。ステップS61において肯定判定がされた場合にはステップS62に移行し、ステップS61において否定判定がされた場合には、図7のステップS32に移行する。
図9のステップS61において、ストリングコントローラSC1~SCxは、図7のステップS38でストリングシステムコントローラSSCから受信した指示情報に、状態推定指示が含まれるか否かを判定する。ステップS61において肯定判定がされた場合にはステップS62に移行し、ステップS61において否定判定がされた場合には、図7のステップS32に移行する。
図9のステップS62において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS38で受信したストリング入出力電力指示値と前回受信したストリング入出力電力指示値とを比較し、ストリング入出力電力指示値に変化が有るか否かを判定する。ステップS62において肯定判定がされた場合にはステップS63に移行し、ステップS62において否定判定がされた場合には図7のステップS32に移行する。
図9のステップS63において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ストリングST1~STxの状態推定が可能であるように、ストリング補器5を予め定めた方法で制御する。次に、ステップS64において、ストリングコントローラSC1~SCxは、ストリングST1~STxの状態推定を行うために予め定めた方法で、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxを制御する。
次に、ステップS65において、ストリングコントローラSC1~SCxは、図7のステップS38で受信したストリング入出力電力指示値に応じて電力変換器PC1~PCxを制御する。次に、ステップS66において、ストリングコントローラSC1~SCxは、モジュールコントローラMC1~MCxから受信した蓄電池状態情報を記録する。また、ストリングコントローラSC1~SCxは、モジュールコントローラMC1~MCxから受信した蓄電池状態情報に基づいて、状態推定を行う際に用いるパラメータを必要に応じて更新する。ステップS66から図7のステップS32に移行し、蓄電システム1の稼働中、ステップS32~ステップS66が繰り返される。
<モジュールコントローラMC1~MCx>
図4に示すモジュールコントローラMC1~MCxは、ストリングコントローラSC1~SCxと通信し、モジュール補器(図示省略)を制御・管理する。このモジュール補器としては、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxや各種センサ等が挙げられる。各種センサとしては、蓄電池B1~Bxの電圧を検出する電圧センサ、蓄電池B1~Bxの電流を検出する電流センサ、蓄電池B1~Bxの温度を検出する温度センサ、セル電圧を検出するセル電圧センサ等が挙げられる。
図4に示すモジュールコントローラMC1~MCxは、ストリングコントローラSC1~SCxと通信し、モジュール補器(図示省略)を制御・管理する。このモジュール補器としては、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxや各種センサ等が挙げられる。各種センサとしては、蓄電池B1~Bxの電圧を検出する電圧センサ、蓄電池B1~Bxの電流を検出する電流センサ、蓄電池B1~Bxの温度を検出する温度センサ、セル電圧を検出するセル電圧センサ等が挙げられる。
モジュールコントローラMC1~MCxは、セルモニタリングユニット(図示省略)等から蓄電池状態情報を受信する。蓄電池B1~Bxの状態としては、蓄電池B1~Bxの総電圧、蓄電池B1~Bxの温度、セル電圧等が挙げられる。セルモニタリングユニットは、モジュール電圧を検出するモジュール電圧センサ、セル電圧を検出するセル電圧センサ、モジュール温度を検出するモジュール温度センサ等の各種センサの検出信号を受信する。なお、セルモニタリングユニットは、単体で構成してもよく、モジュールコントローラMC1~MCx内に電池セル監視ICを利用して構成してもよい。
モジュールコントローラMC1~MCxは、蓄電池状態情報を上述のセルモニタリングユニット又は蓄電池B1~Bxの各種センサから受信し、受信した情報に基づいて、蓄電池B1~Bxの状態を推定する。推定する蓄電池B1~Bxの状態としては、蓄電池B1~BxのSOC、SOH、入出力電力制限値等が挙げられる。なお、蓄電池B1~Bxの状態の推定は、ストリングコントローラSC1~SCxが行ってもよい。
モジュールコントローラMC1~MCxは、例えば、電圧センサ、セル電圧センサ、モジュール温度センサの検出値や蓄電池B1~Bxの状態の推定値が閾値の範囲外である場合には、当該蓄電池B1~Bxの異常の有無を判定する。そして、モジュールコントローラMC1~MCxは、異常判定をした蓄電池B1~BxをバイパススイッチユニットBSU1~BSUxで遮断したり、異常通知をストリングコントローラSC1~SCxに送信したりする。
モジュールコントローラMC1~MCxは、セルモニタリングユニット又は各種センサから受信した情報、及び自身が推定した情報の内、ストリングコントローラSC1~SCx等の上位コントローラの処理で必要となる情報を、ストリングコントローラSC1~SCxに送信する。ストリングコントローラSC1~SCxの処理で必要となる情報としては、蓄電池B1~Bxの温度、電流、電圧、SOC、SOH、入出力電力制限値、セル電圧、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxの状態等が挙げられる。
ここで、ストリングコントローラSC1~SCxは、モジュールコントローラMC1~MCxから受信した「ストリングコントローラSC1~SCxの処理で必要となる情報」に基づいて、各蓄電池B1~Bxに対応した指示を決定しモジュールコントローラMC1~MCxに指示情報を送信する。この指示としては、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxによる蓄電池B1~Bxのバイパス制御、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxによる蓄電池B1~Bxの遮断制御等が挙げられる。
モジュールコントローラMC1~MCxは、ストリングコントローラSC1~SCxから受信する指示情報に今回と前回とで変化がある場合、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxを制御し、上述のバイパス制御又は遮断制御を実行する。また、モジュールコントローラMC1~MCxは、セルモニタリングユニット又は各種センサから受信した情報、及び自身が推定した情報に変化がある場合、必要に応じて、上位コントローラからの指示によらない例外制御を実行する。
モジュールコントローラMC1~MCxは、蓄電池B1~Bxにセルバランシングの実行の指示をセルモニタリングユニットに送信する。
図10は、モジュールコントローラMC1~MCxの処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、蓄電システム1が稼働されると開始されてステップS71に移行し、蓄電システム1が稼働している間、ステップS72~S82が繰り返される。
ステップS71において、モジュールコントローラMC1~MCxは、各種のパラメータを初期化する。次に、ステップS72において、モジュールコントローラMC1~MCxは、蓄電池状態情報をセルモニタリングユニット又は各種センサから受信する。次に、ステップS73において、モジュールコントローラMC1~MCxは、モジュール補器の状態についての情報(以下、モジュール補器状態情報という)を取得する。モジュール補器の状態としては、蓄電池B1~Bxの雰囲気温度、電流、電圧、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxの状態等が挙げられる。
次に、ステップS74において、モジュールコントローラMC1~MCxは、ステップS72,S73で受信した情報に基づいて、蓄電池B1~Bxの状態(SOH等)を推定する。次に、ステップS75において、モジュールコントローラMC1~MCxは、ステップS72~S74で得られた情報に基づいて、蓄電池B1~Bxの異常の有無を判定する。モジュールコントローラMC1~MCxは、例えば、ステップS72~S75で取得した各種の検出値や推定値と閾値とを比較することにより、蓄電池B1~Bxの異常の有無を判定する。
次に、ステップS76において、モジュールコントローラMC1~MCxは、ステップS72~S75で得られた情報の内、ストリングコントローラSC1~SCx等の上位のコントローラの処理で必要となる情報をストリングコントローラSC1~SCxに送信する。次に、ステップS77において、モジュールコントローラMC1~MCxは、ストリングコントローラSC1~SCxから送信される指示情報を受信する。ここで、ストリングコントローラSC1~SCxは、ステップS76でモジュールコントローラMC1~MCxから受信した情報に基づいて、蓄電池B1~Bxに対応した指示(バイパス制御指示、遮断制御指示等)を決定し、ステップS77においてモジュールコントローラMC1~MCxに指示情報を送信する。
次に、ステップS78において、モジュールコントローラMC1~MCxは、ステップS77で受信した指示情報と前回受信した指示情報とを比較し、バイパススイッチユニットBSU1~BSUxの制御が必要であるか否かを判定する。また、ステップS78において、モジュールコントローラMC1~MCxは、ステップS72~S75で取得した情報に変化があり例外制御(上位のコントローラからの指示によらない制御)が必要となったか否かを判定する。ステップS78における判定の何れかが肯定判定となった場合にはステップS79に移行し、ステップS78における判定の何れも否定判定となった場合にはステップS72に移行する。
ステップS79において、モジュールコントローラMC1~MCxは、ステップS77でストリングコントローラSC1~SCxから受信した指示情報にバイパス制御指示が含まれるか遮断制御指示が含まれるかを判定する。バイパス制御指示が含まれる場合にはステップS80に移行し、遮断制御指示が含まれる場合にはステップS81に移行する。
ステップS80において、モジュールコントローラMC1~MCxは、予め定めた制御方法でバイパススイッチユニットBSU1~BSUxを制御し、対象の蓄電池B1~Bxをバイパスさせる(スイッチS1:接続、スイッチS2:遮断)。他方で、ステップS81において、モジュールコントローラMC1~MCxは、対象のバイパススイッチユニットBSU1~BSUxのスイッチS1,S2を遮断状態にする。
ステップS80からステップS82に移行し、ステップS82において、モジュールコントローラMC1~MCxは、蓄電池B1~Bxのセルバランシングを実行し、蓄電池B1~Bxのセル電圧を均等化する。ステップS81,S82からステップS72に移行し、蓄電システム1の稼働中、ステップS72~S82が繰り返される。
以上説明したように、本実施形態の蓄電池制御装置2は、ストリングST1~STx毎に設けられた複数の第1制御装置21と、複数の第1制御装置21と蓄電システム1外の上位サーバー7と通信する第2制御装置22とを備える(図4参照)。第1制御装置21は、ストリング状態情報を各種センサ等から取得して第2制御装置22に送信する。第2制御装置22は、上位サーバー7から受信する蓄電システム1の充放電電力(又は電流、以下同じ)指示値と、複数の第1制御装置21から受信する複数のストリング状態情報とに基づいて、複数のストリングST1~STxに割り当てる充放電電力指示値を算出して第1制御装置21に送信する。第1制御装置21は、第2制御装置22から受信したストリングST1~STxの充放電電力指示値に応じて、バイパススイッチユニットBSU1~BSUx等のストリングST1~STxの補器類(ストリング補器5及びモジュール補器)を制御する。
これによって、多数のストリングST1~STxを備え、更に多数の蓄電池B1~Bxと、更に多数のバイパススイッチユニットBSU1~BSUx等の多数の補器類とを備える大規模な蓄電システム1において、多数のストリングST1~STxの蓄電量と更に多数の蓄電池B1~Bxの蓄電量を管理することができる。従って、DRの要請に応じて大規模な蓄電システム1の充放電制御を実行することができる。他方で、蓄電池制御装置2を、蓄電システム1外の上位サーバー7や表示入力装置8からの指示を処理する上位階層の第2制御装置22と、各ストリングST1~STxの状態検出や補器類の制御を司る下位階層の第1制御装置21とで構成することにより、蓄電システム1における制御の複雑化を回避し、蓄電池制御装置2の処理負荷を適切に抑えることができる。
また、本実施形態の蓄電池制御装置2では、第2制御装置22が、蓄電システム1が備える表示入力装置8から入力された指示情報を第1制御装置21に送信し、第1制御装置21が、第2制御装置22から受信した指示情報に応じて、ストリングST1~STxの補器類を制御する。即ち、上位階層の第2制御装置22が、作業者等により表示入力装置8で入力された指示情報の受付処理を実行し、下位階層の第1制御装置21が、当該指示情報に応じたストリングST1~STxの補器類の制御を実行する。これにより、蓄電池制御装置2の処理負荷を適切に抑えながら、メンテナンス/停止モード、状態推定モード、充放電モード等の作業者等の指示に従う各種運転モードを円滑に実行することができる。
また、本実施形態の蓄電池制御装置2では、第2制御装置22が、第1制御装置21から受信したストリングST1~STxの状態についての情報に応じて、ストリングST1~STxについての状態推定指示を生成して第1制御装置21に送信する。第1制御装置21は、第2制御装置22から受信した状態推定指示情報に応じて、ストリングST1~STxの補器類を制御する。これにより、蓄電池制御装置2の処理負荷を適切に抑えながら、適切なタイミングで状態推定モードを実行することができる。
また、本実施形態の蓄電池制御装置2では、第1制御装置21と第2制御装置22との何れか一方が、ストリングST1~STxの状態を推定する。第2制御装置22は、ストリングST1~STxの各種センサにより検出されたストリングST1~STxの状態についての検出情報と第1制御装置21又は第2制御装置22により推定されたストリングST1~STxの状態についての推定情報とに基づいて、ストリングST1~STxの充放電電力指示値を算出する。これにより、蓄電池制御装置2の処理負荷を適切に抑えながら、各ストリングST1~STxの充放電制御を実行することができる。
また、本実施形態の蓄電池制御装置2では、第1制御装置21と第2制御装置22との何れか一方が、上記の検出情報及び推定情報と、ストリング補器状態情報とに基づいて、ストリングST1~STxの異常の有無を判定する。ここで、ストリング補器状態情報は、下位階層の第1制御装置21により取得されるため、第2制御装置22の処理負荷を抑えながら、ストリングST1~STxの異常判定を実行することができる。
また、本実施形態の蓄電池制御装置2では、第1制御装置21が、モジュールM1~Mx毎に設けられた複数のモジュールコントローラMC1~MCxと、ストリングST1~STx毎に設けられたストリングコントローラSC1~SCxとを備える。モジュールコントローラMC1~MCxは、蓄電池状態情報を各種センサ等から取得してストリングコントローラSC1~SCxに送信する。ストリングコントローラSC1~SCxは、モジュールコントローラMC1~MCxから受信した蓄電池状態情報と第2制御装置22から受信したストリングST1~STxの充放電電力指示値とに応じて、バイパス制御指示情報を生成してモジュールコントローラMC1~MCxに送信する。即ち、下位階層のモジュールコントローラMC1~MCxが蓄電池状態情報の取得とバイパススイッチユニットBSU1~BSUx等のモジュールM1~Mxの補器類の制御とを担う。他方で、上位階層のストリングコントローラSC1~SCxが、上述のバイパス制御指示や遮断制御指示等のバイパス制御指示情報の生成を担う。これにより、第1制御装置21の処理負荷を適切に抑えながら、ストリングST1~STxの充放電制御を実行することができる。
また、本実施形態の蓄電池制御装置2では、第2制御装置22が、ストリングシステム10毎に設けられたストリングシステムコントローラSSCと、蓄電システム1の階層に対応して設けられた蓄電システムコントローラPSCとを備える。ストリングシステムコントローラSSCは、第1制御装置21と蓄電システムコントローラPSCと通信し、ストリングシステム補器4を制御する。他方で、蓄電システムコントローラPSCは、ストリングシステムコントローラSSCと上位サーバー7と通信し、表示入力装置8から入力された指示情報をストリングシステムコントローラSSCに送信する。また、蓄電システムコントローラPSCは、蓄電システム1の階層に設けられた蓄電システム補器3を制御する。ストリングシステムコントローラSSCは、蓄電システムコントローラPSCから受信した指示情報を第1制御装置21に送信する。即ち、上位階層の蓄電システムコントローラPSCが、蓄電システム1の階層の補器類の制御と指示情報の受け付けとの処理を担う。他方で、下位階層のストリングシステムコントローラSSCが、ストリングシステム10の階層の補器類の制御と指示情報の伝送との処理を担う。これにより、第2制御装置22の処理負荷を適切に抑えながら、ストリングST1~STxの指示情報に応じた制御を実行することができる。
以上、上述の実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、適宜公知や周知の技術を組み合わせてもよい。
例えば、上述の実施形態では、第1制御装置21を、ストリングコントローラSC1とモジュールコントローラMC1~MCxとで構成したが、第1制御装置21を一つのコントローラで構成してもよい。また、上述の実施形態では、第2制御装置22を、蓄電システムコントローラPSCとストリングシステムコントローラSSCとで構成したが、第2制御装置22を一つのコントローラで構成してもよい。
1 :蓄電システム
2 :蓄電池制御装置
3 :蓄電システム補器(補器類)
4 :ストリングシステム補器(補器類)
5 :ストリング補器(蓄電池ストリングの補器類、ストリング補器類)
7 :上位サーバー(蓄電システム外のシステム)
8 :表示入力装置(指示入力部)
10 :ストリングシステム
11 :ストリング遮断スイッチ(蓄電池ストリングの補器類、ストリング補器類)
12 :電圧センサ(状態検出部、蓄電池ストリングの補器類)
13 :電流センサ(状態検出部、蓄電池ストリングの補器類、ストリング補器類)
14 :電圧センサ(状態検出部、蓄電池ストリングの補器類、ストリング補器類)
21 :第1制御装置(第1制御部)
22 :第2制御装置(第2制御部)
B1~Bx :蓄電池
BSU1~BSUx:バイパススイッチユニット(バイパス回路、蓄電池ストリングの補器類)
M1~Mx :モジュール
MC1~MCx :モジュールコントローラ(モジュール制御部)
PC1~PCx :電力変換器(蓄電池ストリングの補器類、ストリング補器類)
PSC :蓄電システムコントローラ(蓄電システム制御部)
ST1~STx :ストリング(蓄電池ストリング)
SC1~SCx :ストリングコントローラ(ストリング制御部)
SSC :ストリングシステムコントローラ(ストリングシステム制御部)
2 :蓄電池制御装置
3 :蓄電システム補器(補器類)
4 :ストリングシステム補器(補器類)
5 :ストリング補器(蓄電池ストリングの補器類、ストリング補器類)
7 :上位サーバー(蓄電システム外のシステム)
8 :表示入力装置(指示入力部)
10 :ストリングシステム
11 :ストリング遮断スイッチ(蓄電池ストリングの補器類、ストリング補器類)
12 :電圧センサ(状態検出部、蓄電池ストリングの補器類)
13 :電流センサ(状態検出部、蓄電池ストリングの補器類、ストリング補器類)
14 :電圧センサ(状態検出部、蓄電池ストリングの補器類、ストリング補器類)
21 :第1制御装置(第1制御部)
22 :第2制御装置(第2制御部)
B1~Bx :蓄電池
BSU1~BSUx:バイパススイッチユニット(バイパス回路、蓄電池ストリングの補器類)
M1~Mx :モジュール
MC1~MCx :モジュールコントローラ(モジュール制御部)
PC1~PCx :電力変換器(蓄電池ストリングの補器類、ストリング補器類)
PSC :蓄電システムコントローラ(蓄電システム制御部)
ST1~STx :ストリング(蓄電池ストリング)
SC1~SCx :ストリングコントローラ(ストリング制御部)
SSC :ストリングシステムコントローラ(ストリングシステム制御部)
Claims (11)
- 並列に接続される複数の蓄電池ストリングを備え、前記蓄電池ストリングが、直列に接続される複数の蓄電池と、前記蓄電池毎に設けられ前記蓄電池をバイパス状態と接続状態とに切り換える複数のバイパス回路と、前記蓄電池ストリングの入出力電力を変換する電力変換器とを備える蓄電システムを制御する蓄電池制御装置であって、
前記蓄電池ストリング毎に設けられ、前記電力変換器と前記バイパス回路とを含む前記蓄電池ストリングの補器類を制御する複数の第1制御部と、
複数の前記第1制御部と前記蓄電システム外のシステムと通信する第2制御部と
を備え、
前記第1制御部は、前記蓄電池ストリングの状態についての情報を取得して前記第2制御部に送信し、
前記第2制御部は、前記蓄電システム外のシステムから受信する前記蓄電システムの充放電電力又は充放電電流の指示値と、複数の前記第1制御部から受信する複数の前記蓄電池ストリングの状態についての情報とに基づいて、複数の前記蓄電池ストリングのそれぞれに割り当てる充放電電力又は充放電電流の指示値を算出して前記第1制御部に送信し、
前記第1制御部は、前記第2制御部から受信した前記蓄電池ストリングの充放電電力又は充放電電流の指示値に応じて、前記蓄電池ストリングの補器類を制御する蓄電池制御装置。 - 前記第2制御部は、前記蓄電システムが備える指示入力部から入力された指示情報を前記第1制御部に送信し、
前記第1制御部は、前記第2制御部から受信した前記指示情報に応じて、前記蓄電池ストリングの補器類を制御する請求項1に記載の蓄電池制御装置。 - 前記指示情報は、前記蓄電池ストリングのメンテナンスを指示するためのメンテナンス指示情報であり、
前記第1制御部は、前記第2制御部から受信した前記メンテナンス指示情報に応じて、前記蓄電池ストリングの補器類を制御する請求項2に記載の蓄電池制御装置。 - 前記第2制御部は、前記第1制御部から受信した前記蓄電池ストリングの状態についての情報に応じて、前記蓄電池ストリングの状態推定を指示するための状態推定指示情報を生成して前記第1制御部に送信し、
前記第1制御部は、前記第2制御部から受信した前記状態推定指示情報に応じて、前記蓄電池ストリングの補器類を制御する請求項1又は2に記載の蓄電池制御装置。 - 前記指示情報は、前記蓄電池ストリングの状態推定を指示するための状態推定指示情報であり、
前記第1制御部は、前記第2制御部から受信した前記状態推定指示情報に応じて、前記蓄電池ストリングの補器類を制御する請求項2に記載の蓄電池制御装置。 - 前記指示情報は、前記蓄電池ストリングの充放電を指示するための充放電指示情報であり、
前記第1制御部は、前記第2制御部から受信した前記充放電指示情報に応じて、前記蓄電池ストリングの補器類を制御する請求項2に記載の蓄電池制御装置。 - 前記蓄電池ストリングの状態についての情報は、前記蓄電池ストリングが備える状態検出部により検出された検出情報と、前記第1制御部又は前記第2制御部が前記検出情報に基づいて推定した推定情報とを含む請求項1又は2に記載の蓄電池制御装置。
- 前記蓄電池ストリングの状態についての情報は、前記第1制御部により取得される前記蓄電池ストリングの補器類の状態についての情報を含み、
前記第1制御部又は前記第2制御部は、前記蓄電池ストリングの状態についての情報に基づいて、前記蓄電池ストリングの異常の有無を判定する請求項6に記載の蓄電池制御装置。 - 前記蓄電池ストリングは、
前記蓄電池と前記バイパス回路とを備える複数のモジュールと、
前記電力変換器を含むストリング補器類と
を備え、
前記第1制御部は、
前記モジュール毎に設けられ、前記バイパス回路を制御する複数のモジュール制御部と、
前記蓄電池ストリング毎に設けられ、前記モジュール制御部と前記第2制御部と通信し、前記ストリング補器類を制御するストリング制御部と
を備え、
前記モジュール制御部は、前記蓄電池の状態についての情報を取得して前記ストリング制御部に送信し、
前記ストリング制御部は、前記モジュール制御部から受信した前記蓄電池の状態についての情報と前記第2制御部から受信した前記蓄電池ストリングの充放電電力又は充放電電流の指示値とに応じて、前記バイパス回路を制御するためのバイパス制御指示情報を生成して前記モジュール制御部に送信すると共に前記電力変換器を制御し、
前記モジュール制御部は、前記ストリング制御部から受信した前記バイパス制御指示情報に応じて、前記バイパス回路を制御する請求項1又は2に記載の蓄電池制御装置。 - 前記蓄電システムは、
複数の前記蓄電池ストリングを備える単数又は複数のストリングシステムを備え、
前記第2制御部は、
前記ストリングシステム毎に設けられ、前記第1制御部と通信し、前記ストリングシステムが備える補器類を制御するストリングシステム制御部と、
前記ストリングシステム制御部と前記蓄電システム外のシステムと通信し、前記指示入力部から入力された前記指示情報を前記ストリングシステム制御部に送信し、前記蓄電池ストリング及び前記ストリングシステムが備える補器類とは異なる補器類を制御する蓄電システム制御部と
を備え、
前記ストリングシステム制御部は、前記蓄電システム制御部から受信した前記指示情報を前記第1制御部に送信する請求項2に記載の蓄電池制御装置。 - 並列に接続される複数の蓄電池ストリングと、
蓄電池制御装置と
を備え、
前記蓄電池ストリングが、
直列に接続される複数の蓄電池と、
前記蓄電池毎に設けられ前記蓄電池をバイパス状態と接続状態とに切り換える複数のバイパス回路と、
前記蓄電池ストリングの入出力電力を変換する電力変換器と
を備える蓄電システムであって、
前記蓄電池制御装置は、
前記蓄電池ストリング毎に設けられ、前記電力変換器と前記バイパス回路とを含む前記蓄電池ストリングの補器類を制御する複数の第1制御部と、
複数の前記第1制御部と前記蓄電システム外のシステムと通信する第2制御部と
を備え、
前記第1制御部は、前記蓄電池ストリングの状態についての情報を取得して前記第2制御部に送信し、
前記第2制御部は、前記蓄電システム外のシステムから受信する前記蓄電システムの充放電電力又は充放電電流の指示値と、複数の前記第1制御部から受信する複数の前記蓄電池ストリングの状態についての情報とに基づいて、複数の前記蓄電池ストリングのそれぞれに割り当てる充放電電力又は充放電電流の指示値を算出して前記第1制御部に送信し、
前記第1制御部は、前記第2制御部から受信した前記蓄電池ストリングの充放電電力又は充放電電流の指示値に応じて、前記蓄電池ストリングの補器類を制御する蓄電システム。
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