JP6249022B2 - 蓄電池システム - Google Patents
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Description
[実施の形態1の全体構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係るシステム構成を説明するための概念構成図である。図1に示す蓄電池システム10は、電力系統の送電設備20に接続される。電力系統には、送電設備20の他、送電設備20に接続された発電設備(図示省略)、送電設備20に接続された負荷設備(図示省略)が含まれる。蓄電池システム10は、コンピュータネットワーク40により遠方のエネルギマネジメントシステム(以下、EMS)30に接続される。EMS30は、発電設備の発電量、蓄電池システム10の充放電量、負荷設備の受電量など、電力系統の電力需給を管理する。
蓄電池盤140は、ヒューズ141、コンタクタ142、蓄電池モジュール143、及び蓄電池監視装置(以下、BMU:Battery Management Unit)144を備える。蓄電池モジュール143は、複数のセルが直列に接続されたモジュールである。各セルは、リチウムイオン電池(LiB)である。蓄電池モジュール143は、コンタクタ142及びヒューズ141を介して送電線によりFBCS盤120に接続される。また、蓄電池モジュール143は、信号線によりBMU144に接続される。BMU144は、コンピュータネットワーク50によりFBCS盤120上の制御装置130に接続され、信号線によりコンタクタ142に接続される。
FBCS盤120は、蓄電池盤140とPCS100とに接続される。具体的には、各蓄電池盤140は、個別の送電線によりFBCS盤120に接続される。個別の送電線はFBCS盤の内部で合流し、より太い送電線に接続される。合流後の送電線はPCS100に接続される。また、FBCS盤120は制御装置130を備える。制御装置130は、例えばROM、RAM等を含むメモリ、各種情報を入出力する入出力インタフェース、各種情報に基づいて各種演算処理を実行可能なプロセッサを備える。制御装置130は、コンピュータネットワーク40によりEMS30に、コンピュータネットワーク50によりBMU144に、コンピュータネットワーク60によりPCS100に接続される。また、制御装置130は、信号線によりコンタクタ142に接続される。
PCS100は、変圧器を介して送電線により送電設備20に接続される。PCS100は、電力系統の交流電力を直流電力に変換して蓄電池モジュール143に充電する充電機能と、蓄電池モジュール143の直流電力を交流電力に変換して電力系統に放電する放電機能とを備える。蓄電池モジュール143への充電電力量、及び蓄電池モジュール143からの放電電力量は、PCS100によって調整される。PCS100による充放電電力量の調整は、制御装置130から供給される充放電指示に従って行われる。PCS100は電流センサ(図示省略)と電圧センサ(図示省略)とを備え、PCS100はこれらのセンサの出力値を参照して充放電電力量の調整を実施する。
図2は、本発明の実施の形態1に係るシステムのブロック図である。図2における制御装置130を示すブロック内には、制御装置130が備える種々の機能のうちの一部がブロックで表されている。これらブロックのそれぞれに演算資源が割り当てられている。制御装置130には各ブロックに対応するプログラムが用意され、それらがプロセッサによって実行されることで各ブロックの機能が制御装置130において実現される。
また、制御装置130はインターロック機能を有し、その機能はインターロック処理部132が受け持つ。蓄電池モジュール143のインターロックは、BMU144が過放電、過充電、温度異常等を検出した場合に、BMU144によっても行われる。しかし、これらの異常が発生したときには、蓄電池は既にかなりの過負荷状態になっている。そこで、本実施の形態のシステムでは、BMU144によるインターロックが実行される前に、ソフトウェアインターロックによりPCS100、コンタクタ142を制御する。インターロック処理部132は、蓄電池システム10の異常を検知した場合に、検知した異常の内容に応じたインターロック処理を施す。具体的には、インターロック処理は、PCS100へトリップ信号を出力する処理や、コンタクタ142を開放させる処理である。なお、BMU144に先駆けてインターロック処理を実行するために、電流、電圧、温度等のインターロック閾値は、BMU144に設定された閾値よりも低く設定されている。
さらに、本実施形態のシステムは、現場監視操作機能を有し、その機能は現場監視操作装置150と現場要求調整部131が受け持つ。現場監視操作装置150は、制御装置130から蓄電池情報を受信し、蓄電池情報を表示する表示部151を備える。また、現場監視操作装置150は、PCS100に対する現場充放電要求を入力操作できる操作部152を備える。現場充放電要求は制御装置130に送信される。制御装置130は、現場要求調整部131を備える。現場要求調整部131は、現場充放電要求と蓄電池情報とに基づいて、PCS100に対する充放電指示を決定する。
図5は、現場オペレータの操作に基づく充放電制御を実現するために、蓄電池システム10が実行する制御ルーチンのフローチャートである。制御装置130のメモリには、図5に示すフローチャートの処理を実行するプログラムが記憶されており、制御装置130のプロセッサがプログラムを読み出して、実行することにより図5に示す処理が実現される。
20 送電設備
30 エネルギマネジメントシステム(EMS)
40、50、60 コンピュータネットワーク
100 交直変換装置(PCS)
120 FBCS盤
130 制御装置
131 現場要求調整部
132 インターロック処理部
140 蓄電池盤
141 ヒューズ
142 コンタクタ
143 蓄電池モジュール
144 蓄電池監視装置(BMU)
150 現場監視操作装置
151 表示部
152 操作部
Claims (5)
- 電力系統に接続される蓄電池システムであって、前記電力系統の電力需給を管理するエネルギマネジメントシステムからの充放電要求に基づいて動作する蓄電池システムにおいて、
蓄電池と、
前記蓄電池の状態を監視する蓄電池監視装置と、
前記電力系統の交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に充電する機能と、前記蓄電池の直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に放電する機能とを有する交直変換装置と、
前記充放電要求と、前記蓄電池監視装置から供給される蓄電池情報とを受信し、前記充放電要求と前記蓄電池情報とに基づいて前記交直変換装置を制御する制御装置と、
前記制御装置に直接接続される現場監視操作装置であって、前記蓄電池情報を表示する表示部と、前記交直変換装置に対する現場充放電要求を入力操作できる操作部とを有する現場監視操作装置と、を備え、
前記制御装置は、前記現場充放電要求と前記蓄電池情報とを受信し、前記現場充放電要求と前記蓄電池情報とに基づいて前記交直変換装置に対する充放電指示を決定する現場要求調整部を更に備える
ことを特徴とする蓄電池システム。 - 前記制御装置は、前記蓄電池システムの異常を検知した場合に、検知した異常の内容に応じたインターロック処理を施すインターロック処理部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の蓄電池システム。 - 前記現場要求調整部は、前記蓄電池情報に基づいて充放電可能電力を計算し、前記充放電可能電力を制約条件として前記現場充放電要求に基づき前記交直変換装置に対する充放電指令を決定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の蓄電池システム。 - 前記蓄電池監視装置は、前記蓄電池の状態を常時監視する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の蓄電池システム。 - 前記蓄電池は、複数のセルが直列に配置されてなる蓄電池モジュールであり、
前記表示部は、前記蓄電池情報に基づいて、前記蓄電池モジュールの各セルの電圧状態と、前記蓄電池モジュールの温度状態とを表示する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の蓄電池システム。
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