TW201008079A - Control device and control method of a secondary battery - Google Patents

Description

201008079 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種小規模電力系統的電力需求控制，此 電力系統包含作為電力儲存裝置的二次電池，本發明特为丨 是涉及用来吸收電力變動的二次電池的控制裝置和控制方 法。 【先前技術】 目前有一種稱為微柵極(micro-grid)之小規模電力系 統，其使用特定地區内設置的引擎發電機、渦輪(turbine) 〇 發電機、電力儲存裝置、燃料電池、太陽光發電或風力發 電等的自然能量發電裝置等的多種類的分散型電源(請參 閱專利文獻1)，以將電力供給至特定地區内的需要家庭。 將小規模電力系統連結至電力公司的商用電力系統 時’若有接收來自商用電力系統的電力的所謂順潮流的情 況’則亦會存在對商用電力系統供給電力的逆潮流的情況。 這表示即使在任何情況下，都需要對小規模系統内的 分散型電源的電力需求予以控制，將電力系統上的任意位 ❿ 置的電力潮流(電力量）、或小規模電力系統内的負載電力 和發電輸出的偏差保持一定。 在對小規模電力系統的電力需求的控制過程中，為了 吸收小規模電力系統内所發生的電力變動，通常須使用引 擎發電機、渦輪(turbine)發電機、燃料電池以及二次電池， 且以二次電池來吸收小規模電力系統内的自能量發電裝置 所發生的較快速的輸出變動或小規模電力系統内所發生的 4 201008079 急速的負載變動。 專利文獻1:特開2001-327080 池求控制時，若不能把握二次電 電量接近驅的狀^二欠二次電池的蓄 態。 “及一夂電池的蓄電量接近0。/。的狀 *若二次電池的f電量成域近觸 & 綱時將不能充電，又，若二次電池的蓄=成= 電力系絲內的綈叙m時將不此放電。因此，不能補償 電力系統内的變動，不能維持需求上的平衡。 特別是，自能量發電裝置的輸出電力或負載的消耗電 力的快速變動成份雖然有時會發生，但此 二次電池的補償對象時，若二次電池中為 則二次電池的蓄電量幾乎保持均衡。實際上由員 則蓄電量隨者㈣的經過而持續地減少 能成為0%。 Θ毛里男 ❹ 【發明内容】 本發明的目的是在考慮上述各點的情況下一種可 維持蓄電量的二次電池的控制震置和控制方法，使電力系 統的需求控制中所使用的二次電池的蓄電蚤 100%的狀態或不會成為接近0%的狀態^ … H成上述目的’本伽下的裝置和方法的發 明。 首先’裝置的發明是二次電池控健置，在由包括二 201008079 ======#㈣辑力需求 績資料來以散力和發電輪出的實 池的推定部’其由該計畫輪出值來推定二欠電 其Γ該二次電池的實際輸出值； 次電，實際輸:值來推3以檢=所檢出的該二 畜電量控制部，在該計畫蓄電晋兮眘 異時，控制該實蓄電量使回到該蓄電量發生差 技法的發明疋—種二次電池控制方法，其是由包 需:控人所構成的小規模電力系統的電力 散型==:?和發電輸出的實績資料來算出分 由該計畫輸出值來推定二次電池的計晝蓄電量； 檢出該二次電池的實際輸出值； 由該二次電池的實際輸出值來推定實蓄電量；以及 在該計晝蓄電量和該實蓄電量發生差異時，控制該實 蓄電量使回到該計畫蓄電量。 工 以下’將參照附加的圖面來說明本發明的實施形式。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易僅，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 201008079 明如下。 【實施方式】 實施例1 首先，使用圖1來說明本發明的實施例1。 圖1中，小規模電力系統1中連接著二次電池 分散型電源31〜3P作為分散型電源31〜3n，例二及 引擎發電機、織發電機、電力儲存裝 1 ❹ 然能量發電裝置。 寸電也、自 又規模電力系統i中連接著負載設備41〜畑 由電力需求控繼置5，來進行使輪出指令施加至 池2 Itb種控制。電力絲控難置5具備發電計晝電 a十晝蓄電量推定部7、實輸出檢出部8、實蓄電量 以及蓄電量控制部1〇〇 & 該實施例1中，電力需求控制裝置5中發電計 土於過去的負載電力和過去的分散型電源的發電輪出實 等的輪出資料，算ilj該含有二次電池2之祕模電力 1中的分散型電源31〜把的i日份的計畫輸出值。系統 姑去算出母3〇分的1曰份。分散型電源31〜3n依 推〜二ί 6 :斤ί出的計晝輸出值來運轉。計畫蓄電量 插彳電5十晝部6所計晝的二次電池2的計晝輸出 值藉[由數下心娜推定隨著時間經過而來的計畫蓄4出 二定二一-電 201008079 此處 P〇 .初期蓄電量[kWh] Paw :計畫放電電力[kW] pb計食：計晝充電電力[kW] 實輸，檢出部δ以有效電力檢出器等來檢出連接至小 規模電力系統1的二:欠電池2的實_現在輸出值，且將 該檢出值傳送至實蓄電量推定部9。實蓄電量推定部9由 實輸出檢出部8所傳送的現在的二次電池輸練以藉由下 式(2)來推疋現在的實蓄電量。 [數2] 推定實蓄電量[kWh]=P〇+ s {_Paie(t)x放電效率+ X充電效率}也 } (2) 此處 Pq:初期蓄電量[kWh]

Pa實：實際放電電力[kW]

Pb實：實際充電電力[kW] 5十晝蓄電量推定部7所 電量推定部9所算出的推定計畫畜電量和實蓄 每10分鐘傳送至蓄電量控定的周期中例如 蓄電量和推定實蓄電量貝=電已傳達了推定計重 畫蓄電量和推定實蓄電量匕電量即控= i。分鐘之，使此差消失的二次電=指= 值，以此修正值加至由發電計晝㈣ ^ 二次電池。 Λ電幻顿出齡值，以使用 依據實施例i，可把握該計畫蓄電量和實蓄電量之差 201008079 (蓄電量偏差），且由於可生成一種對二次電池的輪出指令 作調整的信號以使該蓄電量偏差消失，則可依據計畫來維 持二次電池的蓄電量。 實施例2 其次，使用圖2來說明本發明的實施例2。又，與實 施例1相同的構成中，使用相同的符號，且省略重複的說 明。 ❹

圖2中，蓄電量控制部10具有蓄電量偏差推定部 101、修正量算出部102以及二次電池輸出指令部1〇3。 此種構成的實施例2中，蓄電量偏差推定部lOi中如 圖3所示，由計畫蓄電量推定部7以η分周期所傳達的推 定計晝蓄電量和由實蓄電量推定部9以η分周期所傳達的 推定實蓄電量之差(蓄電量偏差)由下式(3)算出。 蓄電量偏差[kWh]=推定計畫蓄電量[k推定實蓄 電量[kWh] (3) 此處’蓄電量偏差發生時，若依據由發電計晝部6而 來的指令值二次電池繼續輸出時，則如圖3所示電量 有可能達到放電末端或充電末端。此處，修正量算出部1〇二 由現時點的蓄電量偏差依據下式(4)來算出使11分後&電^ 偏差消失的二次電池的輸出修正量。 量的令修正量_=推定計畫蓄電量和推定實蓄電 量的差(kWh)/# (4) 电 次電部1〇2所算出的輪出指令修正量傳達至二 輸出知令部103，二次電池輪出指令部103將· 201008079 出指令修正量加至發電計金 所得的值施加至二次電池 6的一次電池輸出指令值後 值。 以作為二次電池的輸出指令 依據實施例2，每一定降如 以使蓄電量偏差消失，且二J都可進行確實的輸出修正 蓄電量。 °據計畫值來控制二次電池的 實施例3 其次，使用圖4來說明本 施例1和實施例2相同的 的實施例3。又，與實 重複的·。 ⑽切使軸_符號，且省略 圖4中，電力需求控制裝置 具備蓄電量偏差推定部101 二 =控制部ω 此實施例3中，蓄電量偏 電量和推定實蓄電量之# „糊將推定計晝蓄 算出部1〇2,且亦同時傳送至各#電量偏差傳送到修正量 期調整部⑽崎峨 =來判斷疋否將二次電池的輸出作修正的周期予以變 例如’當蓄電量偏差所預設的臨界值被超越時，將修 正周期變更為較!！分還短的时周期 出- 於臨f時，將該修正周期設為n分且輸出該^正周^ 量算出部1Ό4峨出的修正周期傳送至修正 量算出。Ρ 102和二次電池輸出指令部1〇3。修正量算出部 201008079 102依據由修正周期調整部1〇4 式⑺來算出輸出指令修正量。《邮正周期，以下 輸出指令修正量(kw)=推定計畫蓄 量的差(kWh)/修帛 (5) 又’二:欠電池輸出指令部103亦能在由修正 敕 邛1〇4所傳送的周期時修正該發電 = 出指令值，以進行動作。 s 的—人電池輸 ❹ 依據實施例3，當計晝蓄電量和實蓄電 旦 偏差）變大時，可料㈣|量差（蓄電量 量。 知1早對實畜電量進行控制使回到計畫蓄電 實施例4 其次，使用表1來說明本發明的實施例4。又， 例二相同的構成中使用相同的符號，且省略重複的說明。 只施例3中所使用的修正周期調整部1〇4具有以下 :依據蓄電量的差的大小來變更該修正周期時的 例^量偏差的臨界值、以及修正周期可設定雜意的值。 一次電池指令值的修j; 周期

'，如表1所示，修正周期的變更位準可設有多個。 丄蓄電量偏差和修正，期的設定表 推定計晝量和推定實蓄電丨——~— 4^差 11 201008079 的推定計晝蓄電量和推定實蓄電量之差、且參考預先任意 設定的變更基準表來選取該修正周期，將所選取的修正周' 期傳送至修正量算出部102和二次電池輸出指令部1〇3 f 依據實施例4,由於可任意地設定一種與蓄電量偏差 的大小對應的修正周期的變更值，則可進行自由度高的控 制。。 產業上的可利用性 如上所述’本發明可把握該計畫蓄電量和實蓄電量之 差’且由於可生成一種對二次電池的輸出指令作調整的信 癰 號以使該蓄電量偏差消失，則可依據計晝來維持二次電池 的蓄電量。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 很定本發明’任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1是本發明的實施例1中所記載的二次電池控制裝 置的構成的方塊圖。 圖2是本發明的實施例2中所用的蓄電量控制部的構 成的方塊圖。 圖3是本發明的實施例2中所記載的二次電池控制方 法的特性圖。 圖4是本發明的實施例3中所用的蓄電量控制部的構 成的方塊圖。 12 201008079 【主要元件符號說明】 1 小規模電力系統 2 二次電池 31 …3n 分散型電源 41 …4m 負載設備 5 電力需求控制裝置 6 發電計晝部 7 計畫蓄電量推定部 8 實輸出檢出部 9 實蓄電量推定部 10 蓄電量控制部 101 蓄電量偏差推定部 102 修正量算出部 103 二次電池指令輸出部 104 蓄電量偏差推定部

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Claims (1)

1. 201008079 七、申請專利範圍： 八埤U一次電池的控制裴置’其是由包括二次電池的 二“;絲構成的錢模電力系統的電力需求控制裝 置’此裝置的特徵包括： 晝部，其依據私的負載電力和發電輸出的實 出分散型電源的計晝輸出值； 池_畫^=推定部，其由該計畫輸出值來推定二次電 ^輸出檢出部，其檢出該二次電池的實際輸出值； 電量推定部’其由該實輸出檢出部所檢出的該二 二人電池的實際輸出值來推定實蓄電量；以及 蓄電量控制部，在該計晝蓄電量和該實蓄電量發生差 、、’控倾實蓄電量使回到該計畫蓄電量。 2.如巾請專利範圍第i項所述二次電池的控制裝置， 其中該蓄電量控制部具備： 蓄電量偏差推定部’其算出該計畫蓄電量和實蓄電量 之差， —修正量算出部’為了消除該蓄電量偏差推定部所算出 的蓄電量偏差，須算出所需的二次電池的輸出修正量，以 及 其中該項崎二:^㈣㈣裝置， 电*糊料備修正助娜部，其依捸該蓄 201008079 量偏差推定部所輸出的蓄電量 部和該二次電池輸純令部的控_ =肢該修正量算出 4.如申請專利範圍第3項所 & 其中該修正周期調整部具備=池的控制裝置， :據蓄電量偏差推定部所輸出的蓄=值設定功能’其 變更，判斷基準設定成任意的』量偏差，將修正周期 5·種二次電池的控制方法，复a ::散型電源來構成的小規模電力系、二次電池的 法，此方法的特徵為： 、、電力需米控制方 科來算出分 散型==?和發繼的實绩資 畫輸出值來推定二次電池的計晝 檢出該二次電池的實際輸出值； 電量， 鲁 ::::電池的實際輪出值來推 “在該相蓄電量和該實蓄電量發=量，以及 畜電量使回到該計畫蓄電量。 差異時’控制該實 15