JP6513610B2

JP6513610B2 - 電力供給システム

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Description

本発明は、バッテリーエネルギー貯蔵システムを含む電力供給システムに関する。

電気エネルギーは、変換と伝送が容易なため広く用いられている。このような電気エネルギーを効率よく用いるためにエネルギー貯蔵システム（ＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＳｙｓｔｅｍ、ＢＥＳＳ）が用いられている。エネルギー貯蔵システムは、電力の供給を受けて充電する。また、エネルギー貯蔵システムは、電力が必要な場合、充電された電力を放電して電力を供給する。これを通じてエネルギー貯蔵システムは電力を流動的に供給できるようにする。

具体的には、発電システムがバッテリーエネルギー貯蔵システムを含む場合、下記のように動作する。エネルギー貯蔵システムは、負荷または系統が過負荷である場合、貯蔵された電気エネルギーを放電する。また、負荷または系統が低負荷である場合、エネルギー貯蔵システムは、発電装置または系統から電力の供給を受けて充電する。
また、発電システムとは関係なくエネルギー貯蔵システムが独立して存在する場合、エネルギー貯蔵システムは、外部の電力供給源から遊休電力の供給を受けて充電する。また、系統または負荷が過負荷である場合、エネルギー貯蔵システムは、充電された電力を放電して電力を供給する。

電力供給システムは、二重化と電力変換の効率を最大化するために、複数の電力変換システムを含むことができる。このとき、電力変換システムを制御するシステム制御部は、複数の電力変換システムを効率よく制御しなければならない。特に、システム制御部は、複数の電力変換システムに効率よく制御命令を伝送できなければならない。

本発明の一実施形態は、複数の電力変換システムを効率よく制御する電力供給システムを提供し、安定的かつ効率よく動作する電力供給システムを提供することを目的とする。特に、本発明の一実施形態は、複数の電力変換システムに効率よく制御命令を伝達する電力供給システムを提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る電力を供給する電力供給システムは、直流電力を生成する発電装置または貯蔵されたエネルギーを放電するエネルギー貯蔵システムから直流電力の供給を受けて変換する複数の電力変換システム、及び、複数の前記電力変換システムを制御するための制御命令を前記制御命令の属性によって伝送プロトコルを異にして前記制御命令を伝送するシステム制御部を含む。

前記システム制御部は、前記制御命令が前記電力変換システムの稼働を設定する第１制御命令である場合、複数の前記電力変換システムに前記制御命令を同時に伝送することができる。

前記第１制御命令は、複数の前記電力変換システムが含む直流／交流コンバータ設定値及び充電開始時の複数の前記電力変換システムの出力電力の上昇傾きの少なくともいずれか一つを設定するためのものであってよい。

前記システム制御部は、使用者データグラムプロトコル（ＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ、ＵＤＰ）に基づいて前記制御命令を伝送することができる。

前記システム制御部は、前記制御命令が前記電力変換システムの状態確認のための第２制御命令である場合、複数の前記電力変換システムに前記制御命令を順次伝送することができる。

前記第２制御命令は、複数の前記電力変換システムの内部の温度、複数の前記電力変換システムの外部の温度、複数の前記電力変換システムの総稼働時間、複数の前記電力変換システムの総稼働回数、複数の前記電力変換システムの定格容量、及び複数の前記電力変換システムの異常発生の有無を示すフォールト信号発生の有無の少なくともいずれか一つを確認するためのものであってよい。

前記システム制御部は、伝送制御プロトコル（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ、ＴＣＰ）に基づいて前記制御命令を伝送することができる。

前記制御命令は、前記制御命令が行われるべき時間を含むことができる。

本発明の一実施形態は、複数の電力変換システムを効率よく制御する電力供給システムを提供し、安定的かつ効率よく動作する電力供給システムを提供する。特に、本発明の一実施形態は、複数の電力変換システムに効率よく制御命令を伝達する電力供給システムを提供する。

本発明の一実施形態に係る電力供給システムのブロック図である。本発明の一実施形態に係る小容量電力供給システムのブロック図である。本発明の一実施形態に係る発電装置を含む電力供給システムの動作フローチャートである。本発明の一実施形態に係る発電装置を含まない電力供給システムの動作フローチャートである。本発明の一実施形態によって複数の電力変換システムを含む電力供給システムのブロック図を示す。本発明の一実施形態に係る複数の電力変換システムを含む電力供給システムの動作フローチャートである。本発明の他の実施形態に係る複数の電力変換システムを含む電力供給システムの動作フローチャートである。本発明の他の実施形態に係る制御命令の分類を示す。

下記においては、添付の図面を参考にして、本発明の実施形態について、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、種々の異なる形態で具現され得、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、図面において、本発明を明確に説明するために、説明と関係ない部分は省略し、明細書全体にわたって類似した部分に対しては、類似した図面符号を付している。
また、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

以下においては、図１乃至図４を参考にして、本発明の一実施形態に係る電力供給システムを説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る発電電力供給システム１００のブロック図である。
本発明の一実施形態に係る電力供給システム１００は、発電装置１０１、直流／交流コンバータ１０３、交流フィルタ１０５、交流／交流コンバータ１０７、系統１０９、充電制御部１１１、エネルギー貯蔵システム１１３、システム制御部１１５、負荷１１７及び直流／直流コンバータ１２１を含む。

発電装置１０１は、電気エネルギーを生産する。発電装置１０１が太陽光発電装置である場合、発電装置１０１は、太陽電池アレイであってよい。太陽電池アレイは、複数の太陽電池モジュールを結合したものである。太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを直列または並列に連結し、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換して所定の電圧と電流を発生させる装置である。従って、太陽電池アレイは、太陽エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する。また、発電システムが風力発電システムである場合、発電装置１０１は、風力エネルギーを電気エネルギーに変換するファンであってよい。ただし、先に記載したように、電力供給システム１００は、発電装置１０１なしにエネルギー貯蔵システム１１３だけを通して電力を供給することができる。この場合、電力供給システム１００は、発電装置１０１を含まなくてもよい。

直流／交流コンバータ１０３は、直流電力を交流電力に変換する。発電装置１０１が供給した直流電力またはエネルギー貯蔵システム１１３が放電した直流電力の供給を受けて交流電力に変換する。
交流フィルタ１０５は、交流電力に変換された電力のノイズをフィルタリングする。実施形態によっては、交流フィルタ１０５を省略することができる。

交流／交流コンバータ１０７は、交流電力を系統１０９または負荷１１７に供給できるようにノイズがフィルタリングされた交流電力の電圧の大きさを変換する。以後、交流／交流コンバータ１０７は、変換された電力を系統１０９または独立した負荷１１７に供給する。実施形態によっては、交流／交流コンバータ１０７を省略することができる。

系統１０９とは、多くの発電所、変電所、送・配電線及び負荷が一体になって電力の発生及び利用がなされるシステムである。

負荷１１７は、発電システムから電気エネルギーの供給を受けて電力を消費する。エネルギー貯蔵システム１１３は、発電装置１０１から電気エネルギーの供給を受けて充電し、系統１０９または負荷１１７の電力需給状況に応じて充電された電気エネルギーを放電する。具体的には、系統１０９または負荷１１７が低負荷である場合、エネルギー貯蔵システム１１３は、発電装置１０１から遊休電力の供給を受けて充電する。系統１０９または負荷１１７が過負荷である場合、エネルギー貯蔵システム１１３は、充電された電力を放電して系統１０９または負荷１１７に電力を供給する。系統１０９または負荷１１７の電力需給状況は、時間帯別に大きな差がある。従って、電力供給システム１００が、発電装置１０１が供給する電力を系統１０９または負荷１１７の電力需給状況に対する考慮なしに一概に供給することは非効率的である。それゆえ、電力供給システム１００は、エネルギー貯蔵システム１１３を用いて系統１０９または負荷１１７の電力需給状況に応じて供給電力の量を調節する。これを通して、電力供給システム１００は、系統１０９または負荷１１７に効率よく電力を供給することができる。

直流／直流コンバータ１２１は、エネルギー貯蔵システム１１３が供給するか、または供給を受ける直流電力の大きさを変換する。実施形態によっては、直流／直流コンバータ１２１を省略することができる。

システム制御部１１５は、直流／交流コンバータ１０３及び交流／交流コンバータ１０７の動作を制御する。また、システム制御部１１５は、エネルギー貯蔵システム１１３の充電と放電を制御する充電制御部１１１を含むことができる。充電制御部１１１は、エネルギー貯蔵システム１１３の充電及び放電を制御する。系統１０９または負荷１１７が過負荷である場合、充電制御部１１１は、エネルギー貯蔵システム１１３が電力を供給して系統１０９または負荷１１７に電力を伝達するように制御する。系統１０９または負荷１１７が低負荷である場合、充電制御部１１１は、外部の電力供給源または発電装置１０１が電力を供給してエネルギー貯蔵システム１１３に伝達するように制御する。

図２は、本発明の一実施形態に係る小容量電力供給システムのブロック図である。
本発明の一実施形態に係る小容量電力供給システム２００は、発電装置１０１、直流／交流コンバータ１０３、交流フィルタ１０５、交流／交流コンバータ１０７、系統１０９、充電制御部１１１、エネルギー貯蔵システム１１３、システム制御部１１５、第１直流／直流コンバータ１１９、負荷１１７及び第２直流／直流コンバータ１２１を含む。

図１の本発明の一実施形態とほぼ同一であるが、本実施形態においては、第１直流／直流コンバータ１１９をさらに含んでいる。第１直流／直流コンバータ１１９は、発電装置１０１が発電する直流電力の電圧を変換する。小容量電力供給システム２００は、発電装置１０１が生産する電力の電圧が小さい。従って、発電装置１０１が供給する電力を直流／交流コンバータ１０３に入力するためには、昇圧が必要である。第１直流／直流コンバータ１１９は、電圧を発電装置１０１が生産する電力の電圧を直流／交流コンバータ１０３に入力できる電圧の大きさまで昇圧する。

図３は、本発明の一実施形態に係る発電装置を含む電力供給システムの動作フローチャートである。
発電装置１０１は、電気エネルギーを生成する（Ｓ１０１）。具体的には、例えば、発電装置１０１が太陽電池アレイである場合、発電装置１０１は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する。また、発電装置１０１がファンである場合、発電装置１０１は、風力エネルギーを電気エネルギーに変換する。

充電制御部１１１は、系統１０９または負荷１１７に電力供給が必要であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。系統１０９または負荷１１７に電力供給が必要であるか否かは、系統１０９または負荷１１７が過負荷であるか、それとも低負荷であるかを基準に判断することができる。
系統１０９または負荷１１７に電力供給が必要でなければ（Ｓ１０３のＮＯ）、充電制御部１１１は、エネルギー貯蔵システム１１３を充電する（Ｓ１０５）。

系統１０９または負荷１１７に電力供給が必要な場合（Ｓ１０３のＹＥＳ）、充電制御部１１１は、エネルギー貯蔵システム１１３の放電が必要であるか否かを判断する（Ｓ１０７）。すなわち、充電制御部１１１は、発電装置１０１が供給する電気エネルギーだけで系統１０９または負荷１１７の電力需要を満たすことができず、エネルギー貯蔵システム１１３の放電が必要であるのかを判断する。また、充電制御部１１１は、エネルギー貯蔵システム１１３が放電する程に十分な電気エネルギーを貯蔵しているかを判断する。エネルギー貯蔵システム１１３の放電が必要であれば（Ｓ１０７のＹＥＳ）、充電制御部１１１は、エネルギー貯蔵システム１１３を放電する（Ｓ１０９）。

直流／交流コンバータ１０３は、エネルギー貯蔵システム１１３が放電した電気エネルギーと発電装置１０１が生成した電気エネルギーを交流に変換する（Ｓ１１１）。このとき、電力供給システム１００は、一つの直流／交流コンバータ１０３を利用してエネルギー貯蔵システム１１３が放電した電気エネルギーと発電装置１０１が生成した電気エネルギーの両方を直流から交流に変換する。各電気器具は、使用できる電力に限界がある。この限界は、瞬間的な限界と長時間使用した時の限界があるが、長時間用いても機器が損傷することがなく、無理をせず使用できる最大電力により定格電力が定められている。直流／交流コンバータ１０３の効率を最大化するためには、エネルギー貯蔵システム１１３と発電装置１０１は、直流／交流コンバータ１０３がこのような定格電力の７０％〜９０％程度を用いるように電力を供給しなければならない。

交流フィルタ１０５は、交流に変換された電力のノイズをフィルタリングする（Ｓ１１３）。先に説明したように、実施形態によっては、ノイズフィルタリング動作を省略することができる。

交流／交流コンバータ１０７は、フィルタリングされた交流電力の電圧の大きさを変換して電力を系統１０９または負荷１１７に供給する（Ｓ１１５）。先に説明したように、実施形態によっては、交流／交流コンバータ１０７の変換を省略することができる。
電力供給システム１００は、変換された電力を系統１０９または負荷１１７に供給する（Ｓ１１７）。

図４は、本発明の一実施形態に係る発電装置を含まない電力供給システムの動作フローチャートである。

充電制御部１１１は、系統１０９または負荷１１７に電力供給が必要であるか否かを判断する（Ｓ１５１）。系統１０９または負荷１１７に電力供給が必要であるか否かは、系統１０９または負荷１１７が過負荷であるか、それとも低負荷であるかを基準に判断することができる。

系統１０９または負荷１１７に電力供給が必要でなければ（Ｓ１５１のＮＯ）、充電制御部１１１は、外部の電力供給源から供給された電力がエネルギー貯蔵システム１１３を充電するように制御する（Ｓ１５３）。

系統１０９または負荷１１７に電力供給が必要な場合（Ｓ１５１のＹＥＳ）、充電制御部１１１は、エネルギー貯蔵システム１１３の放電が必要であるか否かを判断する（Ｓ１５５）。すなわち、充電制御部１１１は、エネルギー貯蔵システム１１３が放電する程に十分な電気エネルギーを貯蔵しているかを判断する。

エネルギー貯蔵システム１１３の放電が必要であれば（Ｓ１５５のＹＥＳ）、充電制御部１１１は、エネルギー貯蔵システム１１３が放電するように制御する（Ｓ１５７）。

直流／交流コンバータ１０３は、エネルギー貯蔵システム１１３が放電した電気エネルギーと発電装置１０１が生成した電気エネルギーを直流から交流に変換する（Ｓ１５９）。

交流フィルタ１０５は、交流に変換された電力のノイズをフィルタリングする（Ｓ１６１）。先に説明したように、実施形態によっては、ノイズフィルタリング動作を省略することができる。

交流／交流コンバータ１０７は、フィルタリングされた交流電力の電圧の大きさを変換して（Ｓ１６３）、変換された電力を系統１０９または負荷１１７に供給する（Ｓ１６５）。先に説明したように、実施形態によっては、交流／交流コンバータ１０７のコンバーティングを省略することができる。

電力供給システム１００において、直流／交流コンバータ１０３、交流フィルタ１０５及び交流／交流コンバータ１０７のように発電装置１０１が生産した電力を負荷１１７または系統１０９に供給する役割をする装置をまとめて電力変換システム（ＰｏｗｅｒＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍ、ＰＣＳ）という。このような電力変換システムは、電力供給システム１００で生成された電力を変換して供給するシステムの中核的な役割を果たす。また、電力変換システムは、一定の寿命を有するので、管理者は、電力変換システムを適切な時期に取り替えなければならない。ただ、電力供給システム１００は一般的な住居地や遠隔地から遠く離れた地域に位置する場合が多く、迅速に電力変換システムの問題に対処できないという問題がある。従って、電力供給システム１００は、電力変換システムの異常に備えて複数の電力変換システムを含む必要がある。また、電力変換システムは、定格容量によって最大電力変換効率を発揮する電力変換の大きさが異なる。従って、電力供給システム１００は、電力変換の大きさによって複数の電力変換システムを選択的に稼働させれば、電力変換効率を最大化することができる。ただし、この場合、電力供給システム１００は、複数の電力変換システムに効率よく制御命令を伝送する必要がある。

これについて、下記の図面を通して説明する。
図５は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムが含む電力変換システムの二重化ブロック図を示す。

図１乃至図２の実施形態において、電力供給システム１００は、一つの電力変換システムを含む。先に説明したように、電力供給システム１００は、安定性と電力変換効率のために複数の電力変換システムを含むことができる。

図５の実施形態において、電力供給システム１００は、発電装置１０１、充電制御部１１１、エネルギー貯蔵システム１１３、第１電力変換システム１５１、第２電力変換システム１５３及びシステム制御部１１５を含む。
このとき、発電装置１０１、充電制御部１１１及びエネルギー貯蔵システム１１３の動作は、図１と図２の実施形態により説明したとおりであってよい。また、先に説明したように、電力供給システム１００が発電装置１０１と独立して存在する場合には、発電装置１０１を省略することができる。

第１電力変換システム１５１と第２電力変換システム１５３のそれぞれは、発電装置１０１が生成した電力またはエネルギー貯蔵システム１１３が放電する電力を変換して、負荷１１７または系統１０９に供給する。このとき、第１電力変換システム１５１と第２電力変換システム１５３のそれぞれは、先に説明した直流／交流コンバータ１０３、交流フィルタ１０５及び交流／交流コンバータ１０７の少なくともいずれか一つを含むことができる。

システム制御部１１５は、電力供給システム１００が含む構成の動作を制御する。システム制御部１１５は、制御命令を伝送して電力供給システム１００が含む構成の動作を制御することができる。例えば、システム制御部１１５は、制御命令を伝送して複数の電力変換システムを制御することができる。具体的に、システム制御部１１５は、制御命令を伝送して複数の電力変換システムの状態を確認することができる。電力変換システムの状態は、電力変換システムの内部の温度、電力変換システムの外部の温度、電力変換システムの総稼働時間、電力変換システムの総稼働回数、電力変換システムの定格容量及び電力変換システムの異常発生の有無を示すフォールト信号発生の有無の少なくともいずれか一つを含むことができる。また、システム制御部１１５は、制御命令を伝送して複数の電力変換システムの稼働を設定することができる。具体的には、システム制御部１１５は、制御命令を伝送して電力変換システムが含む直流／交流コンバータ設定値及び充電開始時の出力電力の上昇傾きの少なくともいずれか一つを設定することができる。また、具体的な実施形態において、システム制御部１１５は、分散ネットワークプロトコル（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＮｅｔｗｏｒｋＰｒｏｔｏｃｏｌ、ＤＮＰ）に基づいて制御命令を複数の電力変換システムに伝送することができる。

また、システム制御部１１５は、ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）に基づくパケット形態で複数の電力変換システムに制御命令を伝送することができる。例えば、システム制御部１１５は、ＤＮＰに基づいてＩＰパケット形態で制御命令を複数の電力変換システムに伝送することができる。

本発明の一実施形態に係る複数の電力変換システムを含む電力供給システムの具体的な動作については、図６を通して説明する。

図６は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムの電力変換システムの動作フローチャートである。
システム制御部１１５は、電力変換システムに対する制御命令を生成する（Ｓ２０１）。具体的には、システム制御部１１５は、電力変換システムの状態確認のための制御命令を生成することができる。このとき、電力変換システムの状態は、電力変換システムの内部の温度、電力変換システムの外部の温度、電力変換システムの総稼働時間、電力変換システムの総稼働回数、電力変換システムの定格容量及び電力変換システムの異常発生の有無を示すフォールト信号発生の有無の少なくともいずれか一つを含むことができる。また、システム制御部１１５は、電力変換システムの稼働を設定する制御命令を生成することができる。このとき、電力変換システムの稼働を設定する制御命令は、電力変換システムが含む直流／交流コンバータ設定値及び充電開始時の出力電力の上昇傾きの少なくともいずれか一つを設定することができる。

システム制御部１１５は、電力変換システムに対する制御命令を伝送する（Ｓ２０３）。本発明の実施形態において、システム制御部１１５は、複数の電力変換システムに対する制御命令を順次伝送することができる。具体的には、システム制御部１１５は、伝送制御プロトコル（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ、ＴＣＰ）に基づいて複数の電力変換システムに制御命令を順次に伝送することができる。より具体的には、システム制御部１１５は、ＤＮＰに基づくＴＣＰを用いることができる。例えば、システム制御部１１５は、ＤＮＰに基づいて制御命令をＴＣＰによるＩＰパケットで複数の電力変換システムに伝送することができる。

電力変換システムは、制御命令を受信する（Ｓ２０５）。例えば、電力変換システムは、システム制御部１１５から制御命令を受信することができる。具体的な実施形態において、電力変換システムは、システム制御部１１５からＴＣＰに基づいて制御命令を受信することができる。例えば、電力変換システムは、システム制御部１１５からＴＣＰに基づいてＩＰパケットを受信し、ＩＰパケットから制御命令を抽出することができる。

電力変換システムは、制御命令に基づいて動作する（Ｓ２０７）。具体的には、制御命令が電力変換システムの状態を確認するための命令である場合、電力変換システムは、電力変換システムの状態をシステム制御部１１５に伝送することができる。より具体的には、電力変換システムは、電力変換システムの状態を確認し、電力変換システムの状態をシステム制御部１１５に伝送することができる。このとき、電力変換システムの状態は、先に説明したように、電力変換システムの内部の温度、電力変換システムの外部の温度、電力変換システムの総稼働時間、電力変換システムの総稼働回数、電力変換システムの定格容量及び電力変換システムの異常発生の有無を示すフォールト信号発生の有無の少なくともいずれか一つを含むことができる。また、電力変換システムは、制御命令によって電力変換システムの稼働を設定することができる。このとき、電力変換システムの稼働を設定する制御命令は、電力変換システムが含む直流／交流コンバータ１０３の設定値及び充電開始時の出力電力の上昇傾きの少なくともいずれか一つを設定することができる。例えば、電力変換システムは、制御命令によって直流／交流コンバータ１０３を設定することができる。

先に説明したように、システム制御部１１５が電力変換システムに対する制御命令を順次に複数の電力変換システムに伝送する場合、複数の電力変換システムは、同時に制御命令を受信することができない。従って、複数の電力変換システムは、制御命令に対する動作をそれぞれ異なる時点から開始する。このような場合、電力変換システムの動作によって電力変換システムの故障を生じさせる循環電流が発生し得る。また、電力変換システム動作の効率を低下させ得る。これを防止できる制御命令伝送方法が必要である。これについては、下記の図面を通して説明する。

図７は、本発明の他の実施形態に係る複数の電力変換システムを含む電力供給システムの動作フローチャートである。

システム制御部１１５は、電力変換システムに対する制御命令を生成する（Ｓ３０１）。具体的には、先に説明したように、システム制御部１１５は、電力変換システムの状態確認のための制御命令を生成することができる。このとき、電力変換システムの状態は、電力変換システムの内部の温度、電力変換システムの外部の温度、電力変換システムの総稼働時間、電力変換システムの総稼働回数、電力変換システムの定格容量及び電力変換システムの異常発生の有無を示すフォールト信号発生の有無の少なくともいずれか一つを含むことができる。また、システム制御部１１５は、電力変換システムの稼働を設定する制御命令を生成することができる。このとき、電力変換システムの稼働を設定する制御命令は、電力変換システムが含む直流／交流コンバータ設定値及び充電開始時の出力電力の上昇傾きの少なくともいずれか一つを設定することができる。

システム制御部１１５は、制御命令の属性を判断する（Ｓ３０３）。これについては、図８を通して説明する。
図８は、本発明の他の実施形態に係る制御命令の分類を示す。
システム制御部１１５は、制御命令が電力変換システムの動作設定のための第１制御命令であるか、または制御命令が電力変換システムの状態確認のための第２制御命令であるかを確認することができる。第１制御命令は、電力変換システムが含む直流／交流コンバータ設定値及び充電開始時の出力電力の上昇傾きの少なくともいずれか一つを設定するためのものであってよい。また、第２制御命令は、先に説明したように、電力変換システムの内部の温度、電力変換システムの外部の温度、電力変換システムの総稼働時間、電力変換システムの総稼働回数、電力変換システムの定格容量及び電力変換システムの異常発生の有無を示すフォールト信号発生の有無の少なくともいずれか一つを確認するためのものであってよい。再び図７に戻り、電力供給システム１００の動作を説明する。

システム制御部１１５は、制御命令の属性に基づいて電力変換システムに対する制御命令を伝送する（Ｓ３０５）。本発明の実施形態において、システム制御部１１５は、制御命令の属性に基づいて複数の電力変換システムに制御命令を同時に伝送することができる。具体的には、制御命令が電力変換システムの稼働を設定する第１制御命令に該当する場合、システム制御部１１５は、複数の電力変換システムに制御命令を同時に伝送することができる。より具体的には、制御命令が電力変換システムの稼働を設定する第１制御命令に該当する場合、システム制御部１１５は、複数の電力変換システムに制御命令を使用者データグラムプロトコル（ＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ、ＵＤＰ）を利用してマルチキャスト（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）で伝送することができる。これは、先に説明したように、複数の電力変換システムが順次に動作する場合、電力供給システム１００の異常が発生し得るためである。制御命令が電力変換状態の確認のための第２制御命令に該当する場合、システム制御部１１５は、複数の電力変換システムに制御命令を順次に伝送することができる。具体的には、制御命令が電力変換状態の確認のための第２制御命令に該当する場合、システム制御部１１５は、複数の電力変換システムに制御命令をＴＣＰを利用してユニキャスト（ｕｎｉｃａｓｔ）で伝送することができる。電力変換システムの状態確認は、複数の電力変換システムで同時になされなくても電力供給システム１００の異常動作を起こさないためである。また、先に説明したように、システム制御部１１５の制御命令は、ＤＮＰに基づくものであってよい。

電力変換システムは、制御命令を受信する（Ｓ３０７）。具体的には、電力変換システムは、システム制御部１１５から制御命令を受信することができる。本実施形態において、電力変換システムは、システム制御部１１５からＵＤＰに基づいて第１制御命令を受信することができる。また他の実施形態において、電力変換システムは、システム制御部１１５からＴＣＰに基づいて第２制御命令を受信することができる。例えば、電力変換システムは、システム制御部１１５からＴＣＰに基づいてＩＰパケットを受信し、ＩＰパケットから第２制御命令を抽出することができる。
好ましくは、第１制御命令と第２制御命令は、それぞれ電力変換システムに送信される場合、優先的に第１制御命令が送信され、第２制御命令は、前記第１制御命令の次に送信され得る。即ち、第１制御命令と第２制御命令は、システム制御部１１５において、伝送制御プロトコルに基づいて制御命令配置順序により第１制御命令を先頭に配置し、第２制御命令を第１制御命令の次に配置することができる。
従って、第１制御命令は、第２制御命令に比べて優先して電力変換システムに送信され得る。

電力変換システムは、制御命令に基づいて動作する（Ｓ３０９）。具体的には、制御命令が第１制御命令である場合、電力変換システムは、制御命令によって電力変換システムの稼働を設定することができる。このとき、電力変換システムの稼働を設定する制御命令は、電力変換システムが含む直流／交流コンバータ１０３の設定値及び充電開始時の出力電力の上昇傾きの少なくともいずれか一つを設定することができる。例えば、電力変換システムは、制御命令によって直流／交流コンバータ１０３を設定することができる。また、制御命令が第２制御命令である場合、電力変換システムは、電力変換システムの状態をシステム制御部１１５に伝送することができる。具体的には、電力変換システムは、電力変換システムの状態を確認し、電力変換システムの状態をシステム制御部１１５に伝送することができる。このとき、電力変換システムの状態は、先に説明したように、電力変換システムの内部の温度、電力変換システムの外部の温度、電力変換システムの総稼働時間、電力変換システムの総稼働回数、電力変換システムの定格容量及び電力変換システムの異常発生の有無を示すフォールト信号発生の有無の少なくともいずれか一つを含むことができる。
このような動作を通して、複数の電力変換システムがシステム制御部１１５の制御命令によって同時に動作することができる。従って、電力供給システムの効率を高め、異常動作の発生を防止することができる。

また他の実施形態において、システム制御部１１５は、制御命令が実行される時間を挿入して制御命令を生成することができる。このような場合、電力変換システムは、制御命令から制御命令が実行される時間を抽出し、該当時間に制御命令を行うことができる。これを通して、複数の電力変換システムは同時に動作できる。ただし、このような実施形態の場合、制御命令のデータ大きさが増え、制御命令の実行速度が低下し得る問題がある。ただし、システム制御部１１５は、既存の制御命令伝送プロトコルをそのまま用いることができる長所がある。

また他の実施形態において、システム制御部１１５は、電力変換システムから第２制御命令の応答で電力変換システムの状態を受信し、状態に対応して電力変換システムの異常を知らせることができる。
より具体的には、システム制御部１１５は、電力変換システムの内部の温度、電力変換システムの外部の温度、電力変換システムの総稼働時間、電力変換システムの総稼働回数、電力変換システムの定格容量及び電力変換システムの異常発生の有無を示すフォールト信号発生の有無の少なくともいずれか一つを受信する。
以後、システム制御部１１５は、電力変換システムの状態に対する情報の種類によって予め設定された基準値を選別し、選別された基準値と受信された電力変換システムの状態を比較する。
システム制御部１１５は、比較の結果、電力変換システムに異常が発生したと判断すると、電力変換システムの管理者または管理端末に異常発生を知らせる異常信号を送信することができる。

以上の実施形態において説明された特徴、構造、効果等は、本発明の少なくとも一つの実施形態に含まれているが、必ずしも一つの実施形態にのみ限定されるものではない。さらには、各実施形態において例示された特徴、構造、効果等は、実施形態の属する分野における通常の知識を有する者によって他の実施形態に対しても組み合わせまたは変形されて実施可能である。従って、このような組み合わせと変形に関する内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

以上において、実施形態を中心に説明したが、これは単に例示であるだけで、本発明を限定するものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性を外れない範囲で例示されていない種々の変形と応用が可能であることが分かるだろう。例えば、実施形態に具体的に示された各構成要素は、変形して実施できるものである。そして、このような変形と応用に関する相違点は、添付の請求の範囲において規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

本発明は、バッテリーエネルギー貯蔵システムを含む電力供給システムに利用することが可能である。

１００電力供給システム
１０１発電装置
１１３エネルギー貯蔵システム
１１５システム制御部
１５１第１電力変換システム（電力変換システム）
１５３第２電力変換システム（電力変換システム）

Claims

電力を供給する電力供給システムにおいて、
電力を生成する発電装置または貯蔵されたエネルギーを放電するエネルギー貯蔵システムから直流電力の供給を受けて変換する複数の電力変換システム、及び、
系統または負荷の電力需給状況に応じて前記エネルギー貯蔵システムの充電及び放電を制御するとともに、複数の前記電力変換システムを制御するための制御命令を前記制御命令の属性によって伝送プロトコルを異にして前記制御命令を伝送するシステム制御部を含み、
前記システム制御部は、
前記制御命令の属性によって、前記制御命令を、前記電力変換システムの稼働を設定する第１制御命令と、前記電力変換システムの状態確認のための第２制御命令とに区分し、前記第１制御命令を、前記第２制御命令より優先して、複数の前記電力変換システムに同時に伝送し、前記第２制御命令を複数の前記電力変換システムに順次に伝送するものであり、
前記第２制御命令は、
複数の前記電力変換システムの内部の温度、複数の前記電力変換システムの外部の温度、複数の前記電力変換システムの総稼働時間、複数の前記電力変換システムの総稼働回数、複数の前記電力変換システムの定格容量、及び複数の前記電力変換システムの異常発生の有無を示すフォールト信号発生の有無の少なくともいずれか一つを確認するためのものである、
電力供給システム。
前記第１制御命令は、
複数の前記電力変換システムが含む直流／交流コンバータ設定値及び充電開始時の複数の前記電力変換システムの出力電力の上昇傾きの少なくともいずれか一つを設定するためのものである、
請求項１に記載の電力供給システム。
前記システム制御部は、
使用者データグラムプロトコルに基づいて前記第１制御命令を伝送する、
請求項１または２に記載の電力供給システム。
前記システム制御部は、
伝送制御プロトコルに基づいて前記第２制御命令を伝送する、
請求項１または２に記載の電力供給システム。