JP5537468B2 - 蓄電池制御システムおよび蓄電池制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電池を制御する制御装置を階層構造として配置した蓄電池制御システムおよび蓄電池制御方法に関する。

自然エネルギを利用して発電した電力を電池に蓄えたり、系統からの電力を蓄えたりする技術が注目されている。その技術としての蓄電池制御システムは、図９に示すように、蓄電池を制御する子機制御装置９３を直列や並列に組み合わせ、その子機制御装置９３群を１つの親機制御装置９２が統括して制御し、さらに、複数の親機制御装置９２群を全体として管理する蓄電池システム管理装置９１を設ける構成により、蓄電池の大容量化を図っている。このように、制御装置が親子の階層構造となる蓄電池制御システムにおいて、蓄電池システム管理装置９１は、親機制御装置９２を介して、各子機制御装置９３へ蓄電池の充電や放電等を指示するための制御信号を送信し、その制御信号を送受信する通信回線の状態や、制御装置そのものの稼動状態の管理を行う（特許文献１参照）。

特開２０００−３５８３３０号公報

しかしながら、図９に示したような、従来の蓄電池制御システムでは、親機制御装置９２で故障等の障害が発生すると、その親機制御装置９２に収容される子機制御装置９３との間で通信が不能となり、その子機制御装置９３および子機制御装置９３が制御する蓄電池が正常でも、その蓄電池の充放電制御はできなかった。

例えば、図９において、親機制御装置９２（９２Ａ）に障害が発生した場合、その配下にある子機制御装置９３（「１」〜「８」）は、親機制御装置９２と各子機制御装置９３との間が、通信不能のため、蓄電池の制御ができないものであった。

このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、親機制御装置と子機制御装置とが階層構造で構築され、蓄電池の制御信号の通信を行うシステムにおいて、親機制御装置に障害が発生した場合に、子機制御装置による蓄電池の制御不能を回避することができる、蓄電池制御システムおよび蓄電池制御方法を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するため、本発明の蓄電池制御システムは、子機制御装置が、親機制御装置の障害を検知すると、親機回線情報を参照し、他の親機制御装置との接続のための回線情報を取得する。そして、子機制御装置は、他の親機制御装置のうちから抽出した親機制御装置に対し、接続要求情報を送信する。他の親機制御装置は、接続要求情報を送信した子機制御装置と接続可能か否かを判定し、その判定結果を接続可能情報として送信する。そして、子機制御装置は、受信した接続可能情報が接続可の場合に、通信回線を、他の親機制御装置に切り替える。

本発明によれば、親機制御装置と子機制御装置とが階層構造で構築され、蓄電池の制御信号の通信を行うシステムにおいて、親機制御装置に障害が発生した場合に、子機制御装置による蓄電池の制御不能を回避する、蓄電池制御システムおよび蓄電池制御方法を提供することができる。

本実施形態に係る蓄電池制御システムの処理概要を説明するための図である。 電池モジュールの電気系統の接続形態（４直列２並列）の例を示す図である。 電池モジュールの電気系統の接続形態（８直列）の例を示す図である。 電池モジュールの電気系統の接続形態（２直列４並列）の例を示す図である。 本実施形態に係る蓄電池制御システムの子機制御装置、親機制御装置、および蓄電池システム管理装置の各構成例を示す機能ブロック図である。 本実施形態に係るストリング情報のデータ構成の例を示す図である。 本実施形態に係る子機制御装置が行う通信回線切替処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係る蓄電池制御システムの全体の処理の流れを示すシーケンス図である。 背景技術における蓄電池制御システムの処理概要を説明するための図である。

＜処理概要＞
先ず、本実施形態に係る蓄電池制御システム１が行う処理の概要について説明する。
図１は、本実施形態に係る蓄電池制御システム１の処理概要を説明するための図である。

図１に示すように、本実施形態に係る蓄電池制御システム１は、蓄電池の充放電を制御する複数の子機制御装置３０と、その複数の子機制御装置３０に通信回線（第１の通信回線）５を介して接続され、自身と接続される複数の子機制御装置３０全体を制御する複数の親機制御装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）と、その複数の親機制御装置２０と通信回線（第２の通信回線）６を介して接続され、蓄電池制御システム１全体の制御を行う蓄電池システム管理装置１０とを備えて構成される。

図９に示した背景技術の蓄電池制御システムにおいては、例えば、親機制御装置９２Ａとその配下の子機制御装置９３とは、１つの電池パック２として、通信回線５は固定して設置される。そのため、親機制御装置９２Ａに障害が発生した場合、その親機制御装置９２Ａに接続される配下の子機制御装置９３（「１」〜「８」）は、通信が不能になることにより、蓄電池の充放電等の制御ができないものであった。

本実施形態に係る蓄電池制御システム１では、図１に示すように、例えば、親機制御装置２０Ａに障害が発生した場合、その配下の子機制御装置３０は、障害が発生した親機制御装置２０Ａ以外の他の親機制御装置２０（例えば、親機制御装置２０Ｂ，２０Ｃ）に接続要求（後記する接続要求情報）を送信する。そして、他の親機制御装置２０（２０Ｂ，２０Ｃ）が接続可能である場合には、その子機制御装置３０は、通信回線（第１の通信回線）５を切り替え、他の親機制御装置２０（２０Ｂ，２０Ｃ）の制御により、蓄電池の充放電等を行う。

さらに、本実施形態に係る子機制御装置３０は、設定された電気系統の直列接続の構成（グループ）を示すストリングごとに、同じ他の親機制御装置２０に回線切替を行うことを特徴する。以下、本実施形態におけるストリング（直列接続のグループ）を説明する。

図２は、電池モジュールの電気系統の接続形態（４直列２並列）の例を示す図である。
なお、本実施形態において、電池モジュールとは、子機制御装置３０と、その子機制御装置３０が制御する蓄電池とを含めた構成のことをいう。以下に示す図２〜図４においては、蓄電池の図示は省略している。
図２において、子機制御装置３０の「１」〜「４」、子機制御装置３０の「５」〜「８」はそれぞれ直列に接続され、その２系統が並列に接続されている。ここで、直列に接続されている子機制御装置３０の「１」〜「４」，「５」〜「８」それぞれを１ストリング（直列接続のグループ）とする。補足すると、子機制御装置３０の「１」〜「４」が制御する蓄電池も、子制御装置３０の「５」〜「８」が管理する蓄電池も直列に接続され、直列に接続された蓄電池群同士が並列に接続されている。そして、親機制御装置２０との間で制御情報等を送受信する通信回線５は、各子機制御装置３０について並列に接続されている。

また、図３の例（８直列）では、子機制御装置３０の「１」〜「８」が直列に接続されており、この子機制御装置３０の「１」〜「８」が１ストリングを構成している。すなわち、子機制御装置３０の「１」〜「８」が制御する蓄電池は、直列に接続されている。
図４の例（２直列４並列）では、子機制御装置３０の「１」と「２」、「３」と「４」、「５」と「６」、「７」と「８」がそれぞれ直列に接続されており、それぞれが１ストリングを構成している。すなわち、子機制御装置３０の「１」と「２」、「３」と「４」、「５」と「６」、「７」と「８」がそれぞれ制御する蓄電池が、直列に接続され、直列に接続された蓄電池群同士が並列に接続されている。

このようなストリング（直列接続のグループ）の概念を導入する理由は、同じストリングに属する子機制御装置３０が自身と接続する親機制御装置２０の障害を検知し、個々に回線を切り替えた結果、別々の他の親機制御装置２０に接続され、制御不能になるのを防ぐためである。例えば、図１において、障害が発生した親機制御装置２０Ａに収容され、同じストリングに属する子機制御装置３０の「１」が通信回線の切替により、親機制御装置２０Ｂと接続し、一方、同じストリングに属する子機制御装置３０の「２」が通信回線の切替により、親機制御装置２０Ｃに接続したとすると、それぞれの親機制御装置２０（２０Ｂ，２０Ｃ）から、直列接続の関係にある蓄電池に対して、充電や放電の別々の指示が別々のタイミングでなされ、制御不能になるからである。

本実施形態における子機制御装置３０は、自身が属するストリングの情報を予め記憶しており、自身の属するストリングの情報を含めた接続要求（後記する「接続要求情報」）を、他の親機制御装置２０に送信することで、同じストリングに属する子機制御装置３０は、同じ他の親機制御装置２０に回線を切り替えることができる。つまり、子機制御装置３０がストリング（直列接続のグループ）を維持したまま、他の親機制御装置２０に回線を切り替えることができることを特徴とする。なお、詳細は、以下において説明する。

＜システム構成＞
次に、本実施形態に係る蓄電池制御システム１を構成する子機制御装置３０、親機制御装置２０、および蓄電池システム管理装置１０の各構成について具体的に説明する。
図５は、本実施形態に係る蓄電池制御システム１の子機制御装置３０、親機制御装置２０、および蓄電池システム管理装置１０の各構成例を示す機能ブロック図である。

（子機制御装置）
先ず、本実施形態に係る子機制御装置３０が備える構成について具体的に説明する。
子機制御装置３０は、親機制御装置２０の制御の基に、蓄電池４の充放電の制御を行う。また、子機制御装置３０は、自身と接続される親機制御装置２０に故障等の障害が発生した場合、他の親機制御装置２０に通信回線５を切り替える処理を行う。
この子機制御装置３０は、図５に示すように、制御部３１と、通信部３２と、記憶部３３とを含んで構成される。

制御部３１は、蓄電池４の充放電や、他の親機制御装置２０への回線切替の処理等を行う子機制御装置３０の制御全般を司り、送受信部３１１と、障害監視部３１２と、親機検索部３１３と、接続要求情報生成部３１４と、接続可能情報取得部３１５と、回線切替部３１６と、蓄電池コントローラ部３１７とを含んで構成される。

送受信部３１１は、親機制御装置２０との間の情報の送受信の制御を、通信部３２を介して行う。

障害監視部３１２は、親機制御装置２０から所定の間隔で、接続確認信号を受信し、その応答信号を親機制御装置２０に送信することで、親機制御装置２０との間の通信回線の定期監視を行う。
そして、障害監視部３１２は、所定の間隔が過ぎても、親機制御装置２０から接続確認信号を受信できなかった場合に、親機制御装置２０に障害が発生したと検知し、その情報を、親機検索部３１３に引き渡す。
また、障害監視部３１２は、親機制御装置２０に障害が発生したことを検知した後に、再び、その親機制御装置２０からの接続確認信号を受信した場合に、その親機制御装置２０の障害が回復したと判定し、その情報を、親機検索部３１３に引き渡す。

親機検索部３１３は、障害監視部３１２から、親機制御装置２０の障害の発生を検知した旨の情報を取得すると、記憶部３３内のストリング情報３００を参照し、自身が属するストリング（直列接続のグループ）を構成する子機制御装置３０の情報を取得する。

図６は、本実施形態に係るストリング情報３００のデータ構成の例を示す図である。
ここで、図６（ａ）は、図１の親機制御装置２０Ａの配下のストリング「Ａ−１」に属する子機制御装置３０の記憶部３３に格納されるストリング情報３００を示している。また、図６（ｂ）は、図１の親機制御装置２０Ａの配下のストリング「Ａ−２」に属する子機制御装置３０の記憶部３３に格納されるストリング情報３００を示している。

図６（ａ）に示すように、本実施形態に係るストリング情報３００は、親機ＩＤ３０１と、ストリングＩＤ３０２と、子機ＩＤ３０３とを含んで構成される。
親機ＩＤ３０１は、子機制御装置３０が現在接続されている親機制御装置２０の固有のＩＤである。例えば、親機制御装置２０の親機ＩＤ３０１として「Ａ」が格納される。
ストリングＩＤ３０２は、子機制御装置３０が属するストリング（直列接続のグループ）に固有なＩＤである。例えば、親機制御装置２０Ａと接続されているストリングのストリングＩＤ３０２として「Ａ−１」が格納される。この「Ａ−１」は、親機制御装置２０Ａの「１」番目として設定されたストリングであることを示している。
子機ＩＤ３０３は、子機制御装置３０に固有なＩＤであり、例えば、子機ＩＤ３０３として「Ａ−１−１」が格納される。この「Ａ−１−１」は、基本となる初期の設定として、その子機制御装置３０が、親機制御装置２０Ａの配下にあり、ストリングＩＤが「Ａ−１」の子機制御装置３０のうち、１番目として設定されたことを意味している。

そして、この図６（ａ）に示すストリング情報３００は、４つのレコードから構成されることから、ストリングＩＤ３０２が「Ａ−１」のストリングには、４台の子機制御装置３０が属していることを示している。
同様に、図６（ｂ）に示すストリング情報３００は、親機制御装置２０Ａと接続されるストリングＩＤ３０２が「Ａ−２」のストリングには、４台の子機制御装置３０が属していることを示している。

図５に戻り、親機検索部３１３は、このストリング情報３００を参照し、自身の子機ＩＤ３０３と、自身が属するストリングに何台の子機制御装置３０が属しているかの情報とを取得する。

また、親機検索部３１３は、記憶部３３内の親機回線情報３５０を参照し、各親機制御装置２０との通信に必要な回線情報（周波数、タイムスロット、位相、変調方式）が記憶されているか否かを判定する。
そして、親機検索部３１３は、親機回線情報３５０に、他の親機制御装置２０の回線情報が記憶されている場合には、他の親機制御装置２０の回線情報を親機回線情報３５０から取得する。
また、親機検索部３１３は、記憶部３３内の親機回線情報３５０に、他の親機制御装置２０の回線情報が記憶されていない場合には、自身が接続している親機制御装置２０の回線情報を基に、他の親機制御装置２０の回線情報を算出する。例えば、親機検索部３１３は、予め設定した所定の周波数の範囲内で、所定の周波数の差分ごとに、他の親機制御装置２０の回線情報を算出し取得する。

そして、親機検索部３１３は、取得した他の親機制御装置２０の回線情報の中から１つを抽出し、その抽出した他の親機制御装置２０の回線情報と、ストリング情報３００から取得した自身の子機ＩＤ３０３および自身が属するストリングの子機制御装置３０の台数の情報とを、接続要求情報生成部３１４に引き渡し、通信回線５を他の親機制御装置２０に切り替える通信回線切替処理を実行させる。なお、通信回線切替処理は、この親機検索部３１３、接続要求情報生成部３１４、接続可能情報取得部３１５、および回線切替部３１６が行う一連の処理であり、後記する図７において詳細に説明する。

次に、接続要求情報生成部３１４は、親機検索部３１３から取得した、自身の子機ＩＤ３０３および自身が属するストリングの台数の情報を含めた接続要求情報を生成する。そして、親機検索部３１３が抽出した他の親機制御装置２０の回線情報に基づき、その抽出した他の親機制御装置２０に、接続要求情報を送信する。

接続可能情報取得部３１５は、接続要求情報を受信した他の親機制御装置２０から、接続可能情報を取得する。この接続可能情報は、自身の属するストリングを構成する台数分の子機制御装置３０を、その他の親機制御装置２０が接続可能か否かを示す情報であり、「接続可」か「接続不可」かの情報が付される。
接続可能情報取得部３１５は、接続可能情報に付された情報が「接続可」であれば、その情報を、回線切替部３１６に引き渡す。
一方、接続可能情報取得部３１５は、接続可能情報に付された情報が「接続不可」であれば、その情報を、親機検索部３１３に引き渡す。

回線切替部３１６は、接続可能情報取得部３１５から「接続可」の情報を取得すると、通信回線５を、「接続可」の接続可能情報を送信した他の親機制御装置２０に切り替える。
また、回線切替部３１６は、障害監視部３１２から、元の親機制御装置２０の障害が回復した旨の情報を取得すると、通信回線５を元の親機制御装置２０に切り替える。

蓄電池コントローラ部３１７は、親機制御装置２０を介して、蓄電池システム管理装置１０からの蓄電池の制御信号を受信し、自身と接続する蓄電池４の充放電を制御する。

次に、通信部３２は、各親機制御装置２０との間で、情報の送受信を行うための通信インタフェースにより構成される。

記憶部３３は、フラッシュメモリやＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶手段からなり、前記したストリング情報３００、親機回線情報３５０等を記憶する。

なお、この子機制御装置３０の制御部３１の機能は、例えば、子機制御装置３０の記憶部３３に記憶されたプログラムを、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がＲＡＭ等のメモリに展開し実行したり、専用回路等を設けることにより実現される。

（親機制御装置）
次に、本実施形態に係る親機制御装置２０が備える構成について具体的に説明する。
親機制御装置２０は、蓄電池システム管理装置１０および自身の配下の各子機制御装置３０と接続され、蓄電池システム管理装置１０からの制御情報を、各子機制御装置３０へ送信する。
この親機制御装置２０は、図５に示すように、制御部２１と、通信部２２と、記憶部２３とを含んで構成される。

そして、制御部２１は、親機制御装置２０全体の制御を司り、送受信部２１１と、障害監視部２１２と、子機接続管理部２１３と、蓄電池制御部２１４とを含んで構成される。

送受信部２１１は、蓄電池システム管理装置１０および各子機制御装置３０との間の情報の送受信の制御を、通信部２２を介して行う。

障害監視部２１２は、蓄電池システム管理装置１０から所定の間隔で接続確認信号を受信し、その応答信号を蓄電池システム管理装置１０に送信することで、蓄電池システム管理装置１０との間の通信回線の定期監視を行う。また、障害監視部２１２は、各子機制御装置３０に向けて所定の間隔で、接続確認信号を送信し、その応答信号を各子機制御装置３０から受信することで、各子機制御装置３０との間の通信回線の定期監視を行う。

子機接続管理部２１３は、自身以外の他の親機制御装置２０が収容する子機制御装置３０から、送受信部２１１を介して、接続要求信号を受信すると次のように処理する。すなわち、子機接続管理部２１３は、その接続要求信号に付された、その子機制御装置３０が属するストリングの台数の情報から、自身が他の親機制御装置２０として、接続要求のあった子機制御装置３０のストリングの台数分、子機制御装置３０と接続が可能か否かを判定する。
この子機接続管理部２１３による接続の可否の判定は、例えば、通信回線５において、周波数分割多重方式を用いて送信をしている場合には、その親機制御装置２０に定められた周波数帯域内の伝送路に、子機制御装置３０が属するストリングの台数分の空きがあるかを判定したり、時分割多重方式で送信している場合には、タイムスロットに子機制御装置３０が属するストリングの台数分の空きがあるか等で判定する。

そして、子機接続管理部２１３は、そのストリングに属する台数分の子機制御装置３０について接続可と判定した場合には、「接続可」の情報を付した接続可能情報を、接続要求情報を送信した子機制御装置３０に返信する。
一方、子機接続管理部２１３は、接続不可と判定した場合には、「接続不可」の情報を付した接続可能情報を、接続要求情報を送信した子機制御装置３０に返信する。
なお、子機接続管理部２１３は、同じストリングに属する台数分の子機制御装置３０から同様の接続可能情報を受信するが、各子機制御装置３０に対し、「接続可」または「接続不可」の判定について、同じ判定結果を接続可能情報として送信する。

また、子機接続管理部２１３は、「接続可」を付した接続可能情報を受信した各子機制御装置３０が、通信回線を切り替えた場合に、その子機制御装置３０が、自身と接続された旨を示す子機接続情報２００を生成し、記憶部２３に記憶する。また、子機接続管理部２１３は、生成した子機接続情報２００を、送受信部２１１を介して、蓄電池システム管理装置１０に送信する。

蓄電池制御部２１４は、蓄電池システム管理装置１０から受信した蓄電池の制御情報を、その親機制御装置２０と接続する子機制御装置３０に送信する。

通信部２２は、各子機制御装置３０および蓄電池システム管理装置１０との間で、情報の送受信を行うための通信インタフェースにより構成される。

記憶部２３は、フラッシュメモリやＲＡＭ等の記憶手段からなり、自身と接続される各子機制御装置３０を示す情報である、前記した子機接続情報２００等を記憶する。

なお、この親機制御装置２０の制御部２１の機能は、例えば、親機制御装置２０の記憶部２３に記憶されたプログラムを、ＣＰＵがＲＡＭ等のメモリに展開し実行したり、専用回路等を設けることにより実現される。

（蓄電池システム管理装置）
次に、本実施形態に係る蓄電池システム管理装置１０が備える構成について具体的に説明する。
蓄電池システム管理装置１０は、各親機制御装置２０と接続され、親機制御装置２０が収容する子機制御装置３０へ向けての蓄電池の制御情報等を送信する。
この蓄電池システム管理装置１０は、図５に示すように、制御部１１と、通信部１２と、記憶部１３と、入出力部１４とを含んで構成される。

通信部１２は、各親機制御装置２０との間で、情報の送受信を行うための通信インタフェースにより構成される。

記憶部１３は、ハードディスクやフラッシュメモリ、ＲＡＭ等の記憶手段からなり、自身と接続する各親機制御装置２０が、どの子機制御装置３０と接続されているかの情報である接続状態情報１００等を記憶する。

入出力部１４は、キーボードやマウス等の入力装置（不図示）や、ディスプレイ等の出力装置（不図示）との間で情報を交換する入出力インタフェースとから構成される。

また、制御部１１は、蓄電池システム管理装置１０全体の制御を司り、送受信部１１１と、障害監視部１１２と、接続状態管理部１１３と、蓄電池管理部１１４と、表示処理部１１５とを含んで構成される。

送受信部１１１は、各親機制御装置２０との間の情報の送受信の制御を、通信部１２を介して行う。

障害監視部１１２は、各親機制御装置２０に向けて所定の間隔で、接続確認信号を送信し、その応答信号を各親機制御装置２０から受信することで、各親機制御装置２０との間の通信回線の定期監視を行う。
そして、障害監視部１１２は、所定の間隔が過ぎても、親機制御装置２０から応答信号を受信できなかった場合に、親機制御装置２０に障害が発生したと検知し、その情報を、表示処理部１１５に引き渡す。
また、障害監視部１１２は、親機制御装置２０に障害が発生したことを検知した後に、再び、その親機制御装置２０からの応答信号を受信した場合に、その親機制御装置２０の障害が回復したと判定し、その情報を、表示処理部１１５に引き渡す。

接続状態管理部１１３は、各親機制御装置２０から、その親機制御装置２０が接続する子機制御装置３０の情報を示す子機接続情報２００を受信し、記憶部１３内の接続状態情報１００を更新する。
また、接続状態管理部１１３は、各親機制御装置２０から子機接続情報２００を受信すると、その情報を表示処理部１１５に引き渡す。

蓄電池管理部１１４は、記憶部１３内の接続状態情報１００を参照し、各親機制御装置２０が収容する子機制御装置３０へ向けての蓄電池の制御情報等を送信する。

表示処理部１１５は、障害監視部１１２から取得した親機制御装置２０の障害発生情報や障害回復情報を不図示の表示装置に表示させる。また、表示処理部１１５は、接続状態管理部１１３から受信した子機接続情報２００に基づき、各親機制御装置２０に接続される子機制御装置３０の情報を、不図示の表示装置に表示させる。

＜処理内容＞
次に、本実施形態に係る子機制御装置３０が行う通信回線切替処理について具体的に説明する。その後、本実施形態に係る蓄電池制御システム１の全体の処理の流れについて説明する。

（通信回線切替処理）
図７は、本実施形態に係る子機制御装置３０が行う通信回線切替処理の流れを示すフローチャートである。この通信回線切替処理は、親機制御装置２０が故障等の障害発生により、通信が不能になった場合に、子機制御装置３０が、他の親機制御装置２０に通信回線を切り替えるものである。ここでは、図１に示すように、親機制御装置２０Ａにおいて、故障等の障害が発生したものとして説明する。親機制御装置２０Ａは、図２に示したような、４直列２並列の電気系統で接続された子機制御装置３０（「１」〜「８」）を収容し、図１に示すように、子機制御装置３０（「１」〜「４」）が、ストリング「Ａ−１」に属し、子機制御装置３０（「５」〜「８」）が、ストリング「Ａ−２」に属しているものとする。

先ず、子機制御装置３０の障害監視部３１２は、親機制御装置２０との間の確認信号が所定の間隔が過ぎても確認できないこと等を契機として、親機制御装置２０に障害が発生したことを検知する（ステップＳ１０１）。

次に、子機制御装置３０の親機検索部３１３は、記憶部３３に記憶されたストリング情報３００を参照し、自身が属するストリングを構成する子機制御装置３０の情報を取得する（ステップＳ１０２）。ここでは、ストリング情報３００から、自身の子機ＩＤ３０３である「Ａ−１−１」と、自身と同じストリングに属する子機制御装置３０が４台であることとを取得する（図６（ａ）参照）。

続いて、親機検索部３１３は、記憶部３３の親機回線情報３５０を参照し、他の親機制御装置２０との通信に必要な回線情報（周波数、タイムスロット、位相、変調方式）が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

ここで、他の親機制御装置２０との通信に必要な回線情報が親機回線情報３５０に記憶されていれば（ステップＳ１０３→Ｙｅｓ）、親機検索部３１３は、親機回線情報３５０から他の親機制御装置２０の回線情報を取得し（ステップＳ１０４）、次のステップＳ１０６へ進む。
一方、他の親機制御装置２０との通信に必要な回線情報が親機回線情報３５０に記憶されていなければ（ステップＳ１０３→Ｎｏ）、親機検索部３１３は、他の親機制御装置２０の回線情報を算出し（ステップＳ１０５）、次のステップＳ１０６へ進む。この親機検索部３１３による、他の親機制御装置２０の回線情報の算出は、例えば、記憶部２３内に予め記憶された、親機制御装置２０との通信に用いる周波数帯域内で、所定の周波数の差分に基づき、各親機制御装置２０の回線情報を算出すること等により行われる。

次に、ステップＳ１０６において、親機検索部３１３は、自身が接続していた親機制御装置２０以外の他の親機制御装置２０を１つ抽出しその他の親機制御装置２０の回線情報を取得する。
なお、ここでの親機検索部３１３による、他の親機制御装置２０の抽出は、図１に示した同一のストリングに属する子機制御装置３０（４台）それぞれにおいて、同一のロジックを用い、同じ順で他の親機制御装置２０のうちの１つを抽出する。また、親機検索部３１３による他の親機制御装置２０の抽出方法は、例えば、先程まで接続していた親機制御装置２０の周波数に近い順に抽出するようなロジックを用いてもよい。よって、同一のストリングに属する子機制御装置３０（４台）の親機検索部３１３は、別々の他の親機制御装置２０を抽出することはなく、同一のロジックに従い、同じ他の親機制御装置２０を抽出する。

次に、子機制御装置３０の接続要求情報生成部３１４は、ステップＳ１０２で取得した、自身の子機ＩＤ３０３（「Ａ−１−１」）と、自身のストリング（Ａ−１）を構成する子機制御装置３０の台数（４台）とを付した、接続要求情報を生成する。そして、接続要求情報生成部３１４は、その生成した接続要求情報を、ステップＳ１０６で取得した他の親機制御装置２０の回線情報に基づき、その親機制御装置２０（例えば、親機制御装置２０Ｂ）へ送信する（ステップＳ１０７）。

そして、子機制御装置３０の接続可能情報取得部３１５は、ステップＳ１０７で接続要求情報を送信した親機制御装置２０から、接続が可能か否かの情報が付された接続可能情報を取得し（ステップＳ１０８）、接続が可能か否かを確認する（ステップＳ１０９）。
そして、接続可能情報取得部３１５は、その接続可能情報に付された情報が、接続可であれば（ステップＳ１０９→Ｙｅｓ）、その情報を回線切替部３１６に引き渡し、回線切替部３１６は、蓄電池制御のための通信回線を、その親機制御装置２０に切り替える（ステップＳ１１０）。

一方、接続可能情報取得部３１５は、その接続可能情報に付された情報が、接続可でなければ（接続不可であれば）（ステップＳ１０９→Ｎｏ）、その情報を親機検索部３１３に引き渡し、親機検索部３１３は、他の親機制御装置２０の回線情報をすべて処理したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。
なお、親機制御装置２０の子機接続管理部２１３による接続が可能か否かの判定は、そのストリングの台数分の子機制御装置３０が接続可能か否かを判定するものであり、同一のストリングに属する子機制御装置３０（４台）からの接続可能情報には、「接続可」、「接続不可」のいずれかの同じ判定結果が付される。また、子機接続管理部２１３は、同一のストリングに属する子機制御装置３０（４台）からの接続要求情報に対して、１つのストリングに属する子機制御装置３０について接続可能か否かを判定すれば、同一のストリングに属する子機制御装置３０（残りの３台）からの接続要求情報に対しては、判定処理を行わずに、最初に処理した判定結果を用いて接続可能情報を生成し、送信すればよい。

ここで、親機検索部３１３は、まだ処理していない他の親機制御装置２０の回線情報があれば（ステップＳ１１１→Ｎｏ）、ステップＳ１０６に戻り、次の親機制御装置２０を抽出する。
一方、親機検索部３１３は、他の親機制御装置２０の回線情報のすべてを処理したと判定した場合は（ステップＳ１１１→Ｙｅｓ）、回線切替不可として処理を終了する（ステップＳ１１２）。

図１においては、この通信回線切替処理の結果、ストリング「Ａ−１」に属する子機制御装置３０（「１」〜「４」）の４台は、親機制御装置２０Ｂに通信回線５を切り替え、ストリング「Ａ−２」に属する子機制御装置３０（「５」〜「８」）の４台は、親機制御装置２０Ｃに通信回線５を切り替えた例を示している。
このようにすることで、各子機制御装置３０がストリング（直列接続のグループ）を維持したまま、他の親機制御装置２０に回線を切り替えることができる。

（蓄電池制御システム全体の処理）
次に、本実施形態に係る蓄電池制御システム１の全体の処理の流れを説明する。
図８は、本実施形態に係る蓄電池制御システム１の全体の処理の流れを示すシーケンス図である。
ここでは、図１に示すように、親機制御装置２０（２０Ａ）で故障等の障害が発生し、その親機制御装置２０Ａが収容するストリング「Ａ−１」に属する子機制御装置３０（以下、「子機制御装置３０ａ」とよぶ）と、ストリング「Ａ−２」に属する子機制御装置３０（以下、「子機制御装置３０ｂ」とよぶ）とが、回線切替を行って、それぞれ、親機制御装置２０（２０Ｂ）、親機制御装置２０（２０Ｃ）と接続するものとして説明する。

先ず、親機制御装置２０Ａと、その親機制御装置２０Ａが収容する子機制御装置３０ａおよび子機制御装置３０ｂとの間、並びに、親機制御装置２０Ａと蓄電池システム管理装置１０との間で、定期監視が行われている（ステップＳ１）。なお、図１に示す子機制御装置３０ａの４台、子機制御装置３０ｂの４台は、それぞれ親機制御装置２０Ａとの間で定期監視を行っている。以下に説明する子機制御装置３０ａおよび子機制御装置３０ｂの処理も、各４台それぞれが行っている。
そして、子機制御装置３０ａおよび子機制御装置３０ｂの障害監視部３１２は、親機制御装置２０Ａからの接続確認信号が所定の間隔を過ぎても確認できないこと等により、親機制御装置２０Ａに故障等の障害が発生したことを検知する（ステップＳ２：障害検知）。
また、蓄電池システム管理装置１０（障害監視部１２２）は、自身が親機制御装置２０Ａに送信した接続確認信号に対する応答信号が所定の間隔を過ぎても確認できないこと等により、親機制御装置２０Ａに障害は発生したことを検知し、その障害検知の情報を表示処理部１１５を介して、表示装置（不図示）に表示させる（ステップＳ３：障害発生表示）。

障害を検知した子機制御装置３０ａは、通信回線切替処理（図７参照）を実行する。ここで、子機制御装置３０ａは、他の親機制御装置２０の検索を行い（ステップＳ４）、検索した親機制御装置２０Ｂへ、接続要求情報を送信する（ステップＳ５）。そして、親機制御装置２０Ｂは、ストリング「Ａ−１」に属する子機制御装置３０の４台（図６参照）を接続可能であると判定し、接続が可能な旨を示す接続可能情報を、子機制御装置３０ａに送信する（ステップＳ６）。次に、子機制御装置３０ａは、蓄電池制御のための通信回線を親機制御装置２０Ａから親機制御装置２０Ｂに切り替える（ステップＳ７）。そして、親機制御装置２０Ｂは、ストリング「Ａ−１」に属する子機制御装置３０ａ（４台）との間で通信回線を接続した旨を、子機接続情報２００として、蓄電池システム管理装置１０に送信する（ステップＳ８）。

また、障害を検知した子機制御装置３０ｂも、子機制御装置３０ａの処理（ステップＳ４〜Ｓ８）と同様の処理を、他の親機制御装置２０の中から抽出した親機制御装置２０Ｃとの間で行う（ステップＳ９〜Ｓ１３）。

そして、親機制御装置２０Ｂおよび親機制御装置２０Ｃから子機接続情報２００を受信した蓄電池システム管理装置１０は、ストリング「Ａ−１」に属する子機制御装置３０群が、親機制御装置２０Ｂと接続されたこと、および、ストリング「Ａ−２」に属する子機制御装置３０群が、親機制御装置２０Ｃに接続されたことを示す情報を、表示装置に表示させる（ステップＳ１４：接続状態表示）。

次に、障害が発生した親機制御装置２０Ａが修理や交換等により、その障害が回復すると、子機制御装置３０ａおよび子機制御装置３０ｂの障害監視部３１２は、親機制御装置２０Ａからの、接続確認信号を受信したこと等により、親機制御装置２０Ａの障害が回復したことを検知する（ステップＳ２１：障害回復検知）。
また、蓄電池システム管理装置１０（障害監視部１２２）は、自身が親機制御装置２０Ａに送信した接続確認信号に対する応答信号が所定の間隔内に受信できたこと等により、親機制御装置２０Ａに障害が回復したことを検知し、その障害回復した旨を示す情報を表示処理部１１５を介して、表示装置に表示させる（ステップＳ２２：障害回復表示）。

次に、親機制御装置２０Ａの障害回復を検知した子機制御装置３０ａは、蓄電池制御のための通信回線を、親機制御装置２０Ｂから親機制御装置２０Ａに切り替える（ステップＳ２３）。また、親機制御装置２０Ａの障害回復を検知した子機制御装置３０ｂは、蓄電池制御のための通信回線を、親機制御装置２０Ｃから親機制御装置２０Ａに切り替える（ステップＳ２４）。

続いて、親機制御装置２０Ａは、ストリング「Ａ−１」に属する子機制御装置３０群およびストリング「Ａ−２」に属する子機制御装置３０群との間で通信回線を接続した旨を、子機接続情報２００として、蓄電池システム管理装置１０に送信する（ステップＳ２５）。
そして、親機制御装置２０Ａから子機接続情報２００を受信した蓄電池システム管理装置１０は、障害が回復し、通信回線が元の接続に復帰した旨を示す情報を、表示装置に表示させる（ステップＳ２６：接続状態表示）。

以上のように、本実施形態に係る蓄電池制御システム１および蓄電池制御方法によれば、親機制御装置２０に障害が発生した場合でも、その親機制御装置２０に収容される子機制御装置３０は、自身が属するストリング（直列接続のグループ）を維持したまま、他の親機制御装置２０に回線を切り替えることができる。よって、障害が発生した親機制御装置２０に収容される、子機制御装置３０が制御する蓄電池の制御不能を回避することができる。
なお、本実施形態に係る蓄電地制御システム１および蓄電池制御方法のような蓄電池制御の分散処理は、蓄電池の数が多い場合に有利であり、メガワット級の自然エネルギ発電システムの蓄電池管理として特に有益である。

１ 蓄電池制御システム
２ 電池パック
３ 電池モジュール
４ 蓄電池
５ 通信回線（第１の通信回線）
６ 通信回線（第２の通信回線）
１０ 蓄電池システム管理装置
１１，２１，３１ 制御部
１２，２２，３２ 通信部
１３，２３，３３ 記憶部
１４ 入出力部
２０ 親機制御装置
３０ 子機制御装置
１００ 接続状態情報
１１１，２１１，３１１ 送受信部
１１２，２１２，３１２ 障害監視部
１１３ 接続状態管理部
１１４ 蓄電池管理部
１１５ 表示処理部
２００ 子機接続情報
２１３ 子機接続管理部
２１４ 蓄電池制御部
３００ ストリング情報
３１３ 親機検索部
３１４ 接続要求情報生成部
３１５ 接続可能情報取得部
３１６ 回線切替部
３１７ 蓄電池コントローラ部
３５０ 親機回線情報

Claims (6)

1. 蓄電池の充放電を制御する複数の子機制御装置と、前記複数の子機制御装置それぞれに第１の通信回線を介して接続され、自身と接続される前記複数の子機制御装置を制御する複数の親機制御装置と、を備える蓄電池制御システムであって、
   前記子機制御装置は、
   前記複数の親機制御装置それぞれと通信するための回線情報が格納される親機回線情報を記憶する記憶部と、
   前記子機制御装置自身と接続する前記親機制御装置の障害の発生を検知する障害監視部と、
   前記障害の発生を検知した場合に、前記子機制御装置自身と接続する親機制御装置以外の他の親機制御装置の前記回線情報を、前記親機回線情報から検索する親機検索部と、
   前記他の親機制御装置との接続要求を示す接続要求情報を生成し、前記他の親機制御装置に送信する接続要求情報生成部と、
   前記他の親機制御装置から、前記子機制御装置との接続が可能か否かを示す接続可能情報を取得する接続可能情報取得部と、
   前記接続可能情報が前記子機制御装置との接続が可能であることを示す場合に、前記第１の通信回線を、前記子機制御装置自身と接続する親機制御装置から、前記他の親機制御装置に切り替える回線切替部と、を備え、
   前記親機制御装置は、
   前記接続要求情報を受信し、前記子機制御装置と接続可能か否かを判定し、その判定結果を示す前記接続可能情報を生成し、当該子機制御装置に送信する子機接続管理部を備える
   ことを特徴とする蓄電池制御システム。
2. 前記子機制御装置は、
   前記記憶部に、前記子機制御装置が制御する蓄電池と、他の前記子機制御装置が制御する蓄電池とが直列接続であり、その直列接続される前記蓄電池それぞれを制御する前記子機制御装置群を示すストリング情報をさらに記憶しており、
   前記親機検索部は、前記ストリング情報を参照し、前記直列接続される蓄電池を制御する前記子機制御装置の台数を取得し、
   前記接続要求情報生成部は、前記直列接続される蓄電池を制御する前記子機制御装置の台数を付して前記接続要求情報を生成し、
   前記親機制御装置の前記子機接続管理部は、
   前記子機制御装置から、前記直列接続される蓄電池を制御する前記子機制御装置の台数が付された前記接続要求情報を受信した場合に、前記台数分の前記子機制御装置と接続可能なときに、前記子機制御装置との接続が可能であることを示す前記接続可能情報を生成すること
   を特徴とする請求項１に記載の蓄電池制御システム。
3. 前記子機制御装置の前記親機検索部は、
   前記記憶部の前記親機回線情報に、前記複数の親機制御装置それぞれの前記回線情報が記憶されていない場合に、前記子機制御装置自身と接続する前記親機制御装置の回線情報に基づき、当該回線情報との所定の差分により、前記他の親機制御装置の回線情報を算出すること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄電池制御システム。
4. 前記子機制御装置の前記障害監視部が、前記子機制御装置自身と接続する親機制御装置の障害の回復を検知すると、前記回線切替部が、前記第１の通信回線を、前記他の親機制御装置から、前記子機制御装置自身と接続する親機制御装置に切り替えること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の蓄電池制御システム。
5. 前記蓄電池制御システムは、さらに、前記複数の親機制御装置それぞれと第２の通信回線を介して接続され、前記親機制御装置を介して、前記子機制御装置に前記蓄電池の制御信号を送信する蓄電池システム管理装置を備えており、
   前記他の親機制御装置の子機接続管理部は、前記第１の通信回線が、前記子機制御装置自身と接続する親機制御装置から、前記他の親機制御装置に切り替わると、新たに接続された前記子機制御装置と当該他の親機制御装置との接続を示す子機接続情報を生成し、前記蓄電池システム管理装置に送信し、
   前記蓄電池システム管理装置は、
   前記他の親機制御装置から前記子機接続情報を受信し、前記子機接続情報を表示装置に表示させること
   と特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の蓄電池制御システム。
6. 蓄電池の充放電を制御する複数の子機制御装置と、前記複数の子機制御装置それぞれに第１の通信回線を介して接続され、自身と接続される前記複数の子機制御装置を制御する複数の親機制御装置と、を備える蓄電池制御システムの蓄電池制御方法であって、
   前記子機制御装置は、
   前記複数の親機制御装置それぞれと通信するための回線情報が格納される親機回線情報を記憶する記憶部を備えており、
   前記子機制御装置自身と接続する前記親機制御装置の障害の発生を検知するステップと、
   前記障害の発生を検知した場合に、前記子機制御装置自身と接続する親機制御装置以外の他の親機制御装置の前記回線情報を、前記親機回線情報から検索するステップと、
   前記他の親機制御装置との接続要求を示す接続要求情報を生成し、前記他の親機制御装置に送信するステップと、を実行し、
   前記他の親機制御装置は、
   前記接続要求情報を受信し、前記子機制御装置と接続可能か否かを判定し、その判定結果を示す前記接続可能情報を生成し、当該子機制御装置に送信するステップを実行し、
   前記子機制御装置は、
   前記他の親機制御装置から、前記接続可能情報を取得するステップと、
   前記接続可能情報が前記子機制御装置との接続が可能であることを示す場合に、前記第１の通信回線を、前記子機制御装置自身と接続する親機制御装置から、前記他の親機制御装置に切り替えるステップと、を実行すること
   を特徴とする蓄電池制御方法。

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