JP7219819B2 - 電力供給システム並びにその制御方法及び装置 - Google Patents
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Description
エンジンと、前記エンジンの動力を用いて発電する発電機と、前記発電機で発電された電力及び電力負荷からの回生電力の少なくとも一方を蓄電する蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスに蓄電された電力及び前記発電機で発電された電力を電力負荷へ供給するための給電部とを備える電力供給システムの制御装置であって、
前記蓄電デバイスのSOCを計測し、前記SOCからSOC平均値を求め、前記SOC平均値に基づいて発電機出力目標値を決定し、前記発電機の出力を前記発電機出力目標値となるように制御するように構成されており、
前記発電機出力目標値は、前記SOC平均値が所定の許容上限値を超えれば0よりも大きい所定の基本値と決定され、前記SOC平均値が所定の許容下限値を下回れば前記基本値よりも大きい補正値と決定され、前記SOC平均値が前記許容下限値以上前記許容上限値以下であれば現在の前記発電機出力目標値と決定され、前記発電機出力目標値を前記基本値と前記補正値との2値の間で変化させることを特徴としている。
エンジンと、
前記エンジンの動力を用いて発電する発電機と、
前記発電機で発電された電力及び電力負荷からの回生電力の少なくとも一方を蓄電する蓄電デバイスと、
前記蓄電デバイスに蓄電された電力及び前記発電機で発電された電力を電力負荷へ供給するための給電部と、
前記制御装置と、を備えることを特徴としている。
エンジンと、前記エンジンの動力を用いて発電する発電機と、前記発電機で発電された電力及び電力負荷からの回生電力の少なくとも一方を蓄電する蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスに蓄電された電力及び前記発電機で発電された電力を電力負荷へ供給するための給電部とを備える電力供給システムの制御方法であって、
前記蓄電デバイスのSOCを計測すること、
前記SOCからSOC平均値を求めること、
前記SOC平均値に基づいて発電機出力目標値を決定すること、及び、
前記発電機出力目標値に対応して前記発電機の出力を制御すること、を含み、
前記発電機出力目標値は、前記SOC平均値が所定の許容上限値を超えれば0よりも大きい所定の基本値と決定され、前記SOC平均値が所定の許容下限値を下回れば前記基本値よりも大きい補正値と決定され、前記SOC平均値が前記許容下限値以上前記許容上限値以下であれば現在の前記発電機出力目標値と決定され、前記発電機出力目標値を前記基本値と前記補正値との2値の間で変化させることを特徴としている。
図2は、電力供給システム10の構成を示すブロック図である。図2に示す電力供給システム10は、電力負荷Lとしての電動機28へ電力を供給し、また、当該電動機28からの回生電力を蓄電デバイス30に充電するものである。電力供給システム10は、エンジン32、ECU31、発電機35、蓄電デバイス30、第1インバータ29、第2インバータ34、コンバータ33、及び、制御装置40を備える。
ここで、上記着水揚収システム13の動揺補償機能について説明する。動揺補償機能は、プラットフォーム11の動揺を検知して、吊揚索24に接続された水中機器12がプラットフォーム11の動揺の影響を受けて上下に揺さぶられてしまう動きをキャンセルするよう、ウインチドラム27を回転させるものである。具体的には、ウインチドラム27の電動機28は、吊揚索24の張力が略一定に保たれるように、巻取動作と繰出動作とを絶えず繰り返す。巻取動作時は、発電機35及び/又は蓄電デバイス30から電動機28へ電力が供給される。繰出動作時は、発電機35からの電力及び電動機28からの回生電力が蓄電デバイス30に蓄えられる。
1)最大電圧約1100V、
2)環境温度25℃、
3)セルの飽和温度のライズ(ΔT)が約10℃以下、
4)稼働時間24000時間。
セルの飽和温度のライズ(ΔT)が約10℃以下という条件は、着水揚収システム13の動揺補償機能として、1日8時間、年間300日、10年稼働するのに、蓄電デバイスが耐用できる温度から想定している。但し、LICは36セルを1モジュールとし、LIBは24セルを1モジュールとし、それぞれモジュール単位でセル数を増加することとする。また、図4の電力負荷プロファイルにおいて、力行時の最大電力量は7.4011MWであり、LIBの場合、最初の1サイクルのCレート(蓄電容量に対する充電電流値の比)を3Cと想定して蓄電デバイス30には2.467MWhの容量が必要である。
実施例1では、上記の電力供給システム10の制御方法を、具体的な数値を当てはめて詳細に説明する。実施例1においては、蓄電デバイス30としてLICを採用し、1サイクルの電力負荷プロファイル(図4、参照)と対応する充放電プロファイルを実現するために必要な蓄電デバイス30の仕様(4896セル)で、1サイクルから480サイクル(8時間)の稼働を実現することを検討する。本実施例で採用する1サイクルにおける蓄電デバイス30の充放電SOC(蓄電量)特性は、次の表4に示す通りである。
11 :プラットフォーム
12 :水中機器
13 :着水揚収システム
21 :フレームクレーン
22 :ペンダントフレーム
23 :吊揚金具
24 :吊揚索
25 :ホイストウインチ
27 :ウインチドラム
28 :電動機(電力負荷の一例)
29 :第1インバータ
30 :蓄電デバイス
31 :ECU
32 :エンジン
33 :コンバータ
34 :第2インバータ(給電部の一例)
35 :発電機
40 :制御装置
41 :電流センサ
51 :演算制御部
51a :SOC演算部
51b :SOC平均演算部
51c :発電機出力決定部
52 :記憶部
80 :第4
L :電力負荷
Claims (7)
- エンジンと、前記エンジンの動力を用いて発電する発電機と、前記発電機で発電された電力及び電力負荷からの回生電力の少なくとも一方を蓄電する蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスに蓄電された電力及び前記発電機で発電された電力を電力負荷へ供給するための給電部とを備える電力供給システムの制御装置であって、
前記蓄電デバイスのSOCを計測し、前記SOCからSOC平均値を求め、前記SOC平均値に基づいて発電機出力目標値を決定し、前記発電機の出力を前記発電機出力目標値となるように制御するように構成されており、
前記発電機出力目標値は、前記SOC平均値が所定の許容上限値を超えれば0よりも大きい所定の基本値と決定され、前記SOC平均値が所定の許容下限値を下回れば前記基本値よりも大きい補正値と決定され、前記SOC平均値が前記許容下限値以上前記許容上限値以下であれば現在の前記発電機出力目標値と決定され、前記発電機出力目標値を前記基本値と前記補正値との2値の間で変化させる、
電力供給システムの制御装置。 - 前記SOC平均値が、前記SOCの移動平均値又はローパスフィルタ出力値である、
請求項1に記載の電力供給システムの制御装置。 - エンジンと、
前記エンジンの動力を用いて発電する発電機と、
前記発電機で発電された電力及び電力負荷からの回生電力の少なくとも一方を蓄電する蓄電デバイスと、
前記蓄電デバイスに蓄電された電力及び前記発電機で発電された電力の少なくとも一方を電力負荷へ供給するための給電部と、
請求項1又は2に記載の制御装置と、を備える、
電力供給システム。 - 前記蓄電デバイスが、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ、及び、高出力型リチウムイオン電池のうちいずれか1つ又は2つ以上の組み合わせである、
請求項3に記載の電力供給システム。 - エンジンと、前記エンジンの動力を用いて発電する発電機と、前記発電機で発電された電力及び電力負荷からの回生電力の少なくとも一方を蓄電する蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスに蓄電された電力及び前記発電機で発電された電力を電力負荷へ供給するための給電部とを備える電力供給システムの制御方法であって、
前記蓄電デバイスのSOCを計測すること、
前記SOCからSOC平均値を求めること、
前記SOC平均値に基づいて発電機出力目標値を決定すること、及び、
前記発電機出力目標値に対応して前記発電機の出力を制御すること、を含み、
前記発電機出力目標値は、前記SOC平均値が所定の許容上限値を超えれば0よりも大きい所定の基本値と決定され、前記SOC平均値が所定の許容下限値を下回れば前記基本値よりも大きい補正値と決定され、前記SOC平均値が前記許容下限値以上前記許容上限値以下であれば現在の前記発電機出力目標値と決定され、前記発電機出力目標値を前記基本値と前記補正値との2値の間で変化させる、
電力供給システムの制御方法。 - 前記蓄電デバイスが、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ、及び、高出力型リチウムイオン電池のうちいずれか1つ又は2つ以上の組み合わせである、
請求項5に記載の電力供給システムの制御方法。 - 前記SOC平均値が、前記SOCの移動平均値又はローパスフィルタ出力値である、
請求項5又は6に記載の電力供給システムの制御方法。
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