WO2019235221A1 - 系統連系用蓄電システム及び蓄電ユニット - Google Patents
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- WO2019235221A1 WO2019235221A1 PCT/JP2019/020270 JP2019020270W WO2019235221A1 WO 2019235221 A1 WO2019235221 A1 WO 2019235221A1 JP 2019020270 W JP2019020270 W JP 2019020270W WO 2019235221 A1 WO2019235221 A1 WO 2019235221A1
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- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
Definitions
- This disclosure relates to a grid interconnection power storage system and a power storage unit.
- This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-108311 filed on June 6, 2018, and incorporates all the description content described in the above Japanese application.
- a power storage system that is connected to an electric power system and that can once supply power stored in a storage battery to a load via a power conversion device during a power failure or the like is known.
- a power storage system that is also connected to a solar power generation system and stores generated power (surplus power) exceeding the power supplied to the load is also known.
- a power storage system including a power storage unit 900 is connected to a power system 920, and power supplied from the power system 920 is passed through a power conditioner (hereinafter referred to as a PCS (Power Conditioning System)). Converted from alternating current to direct current and stored in a storage battery (such as a lithium ion secondary battery). The electric power stored in the storage battery is controlled by a remote controller (hereinafter referred to as a remote controller) 904, converted from direct current to alternating current by a PCS as needed, and supplied to a load 922 which is an electric device such as a home.
- a remote controller hereinafter referred to as a remote controller
- Reverse power detection CT sensors 906 and 908 are CT sensors for monitoring a reverse power flow in which a current flows to the power system 920 side.
- the reverse tide detection CT sensors 906 and 908 detect current (alternating current) flowing through the installed distribution lines, and transmit corresponding information (current value, etc.) to the power storage unit 900.
- the power storage unit 900 calculates the power consumed by the load 922 from the information of the reverse power detection CT sensors 906 and 908 before supplying the power.
- the power storage unit 900 uses a charge / discharge command so that the power supplied from the power system 920 becomes a target value (hereinafter also simply referred to as “target value”) of the purchased power set in the power storage unit 900 by the remote controller 904 in advance.
- a value (hereinafter also simply referred to as “command value”) is determined.
- the PCS charges and discharges the storage battery according to the determined command value.
- the size of the storage battery for storing electric power depends on the maximum capacity that can be stored, and the larger the capacity that can be stored, the larger the storage battery.
- the device is small and lightweight. For this reason, it is also practiced to keep the storage capacity of one unit relatively small and to support the required storage capacity with a plurality of units. Thereby, it can distribute and arrange
- Patent Document 1 described later discloses a technology that can easily increase the capacity of a backup power supply system after installation in an existing photovoltaic power generation system.
- an extension unit composed of only storage batteries is added to increase the power storage capacity.
- the PCS of the power storage unit 900 uses the storage battery of the power storage unit 900 and the extension unit according to the setting change by the remote controller 904.
- the electric power supplied from the electric power system 920 is stored.
- the electric power stored in the power storage unit 900 and the extension unit is converted from direct current to alternating current by the PCS of the power storage unit 900 as necessary, and supplied to a load 922 such as a home.
- the storage battery of the extension unit is connected in parallel to the storage battery of the storage unit 900, the storage capacity increases. Therefore, a request for a relatively small capacity can be handled by the power storage unit 900 alone, and if the required capacity is larger, it can be handled by adding one, two, or three additional units.
- the grid connection power storage system includes a first storage battery, is connected to an electric wire for supplying electric power from the electric power system to a load, and is changed from the first storage battery to the electric wire according to a first command value.
- the second unit for supplying electric power from the second storage battery to the electric wire a first sensor for detecting a current flowing in the electric wire on the system side relative to the connection position of the first unit to the electric wire, A second sensor that detects a current flowing in the electric wire on the load side of the connection position and on the system side of the second unit; and a control unit; the first unit is based on a detection value of the first sensor; Supplied from the power grid
- the first command value is determined so that the power becomes the first target value, and the second unit receives the power supplied
- a power storage unit includes a first storage battery, and is connected in parallel with another power storage unit to an electric wire for supplying power from a power system to a load.
- An electric storage unit that supplies electric power from the storage battery to the electric wire, and the other electric storage unit has a second storage battery, and is connected to the electric wire in parallel with the electric storage unit at a position closer to the load than the connection position of the electric storage unit to the electric wire.
- the power is supplied to the electric wire from the second storage battery according to the second command value, and the electric storage unit is connected to the electric wire on the system side from the connection position of the electric storage unit to the electric wire and the connection position of the electric storage unit to the electric wire.
- a determination unit that determines a first command value based on a detection value of a first sensor that detects a flowing current so that the electric power supplied from the power system becomes the first target value.
- the power supplied from the power system and the power storage unit is determined to be the second target value.
- a power storage unit includes a first storage battery, is connected in parallel to an electric wire for supplying power from a power system to a load together with other power storage units, and has a first command value according to a first command value.
- An electric storage unit that supplies electric power from one storage battery to an electric wire, and the other electric storage unit has a second storage battery, and the electric wire is connected in parallel to the electric storage unit at a position closer to the system than the connection position of the electric storage unit to the electric wire.
- the power storage unit supplies power to the electric wire from the second storage battery in accordance with the second command value, and the power storage unit is on the load side with respect to the connection position of the other power storage unit to the electric wire and the acquisition position for acquiring the first target value.
- the electric power supplied from an electric power system and another electrical storage unit in the position of the 1st sensor is the 1st target value.
- the first target value is a value determined in accordance with the operation status of the power storage unit and the operation status of the other power storage units, and the second target value.
- the second target value is used to determine the second command value, and the second command value is a current flowing through the electric wire on the system side from the connection position of the other power storage unit to the electric wire. Based on the detected value of the second sensor to be detected, the power supplied from the power system is determined to be the second target value.
- FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a conventional power storage system.
- FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the grid interconnection power storage system according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the remote controller of FIG.
- FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the power storage unit of FIG.
- FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the extension unit of FIG.
- FIG. 6 is a block diagram showing an experimental state.
- FIG. 7 is a graph showing experimental results.
- FIG. 8 is a block diagram showing an experimental state.
- FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a grid interconnection power storage system according to the second embodiment of the present disclosure.
- FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a grid interconnection power storage system according to the second embodiment of the present disclosure.
- FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the remote controller of FIG.
- FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the power storage unit of FIG.
- FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the extension unit of FIG.
- FIG. 13 is a block diagram illustrating a first modification of the second embodiment.
- FIG. 14 is a block diagram illustrating a second modification of the second embodiment.
- FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a grid interconnection power storage system that does not include a remote controller.
- the extension unit has a different configuration from the power storage unit 900, and thus it is necessary to manage the power storage unit 900 and the extension unit with different product numbers. In addition, it is necessary to adjust the number of manufactured power storage units 900 and the number of expanded units, which is complicated.
- the present disclosure provides a grid-connected power storage system and a power storage unit that can equalize the operation status (charge / discharge status, etc.) of a plurality of power storage units in a configuration in which a plurality of power storage units are connected in parallel to the power system.
- the purpose is to provide.
- “equal” means not only a state in which a plurality of values are exactly the same size but also a state in which a plurality of values are approximated (a difference between the plurality of values is equal to or less than a predetermined value). .
- a grid interconnection power storage system includes a first storage battery, is connected to an electric wire for supplying power from a power system to a load, and is a first storage battery according to a first command value.
- the first unit includes a second sensor that detects a current flowing in the electric wire on the load side of the connection position to the electric wire and on the system side of the second unit, and a control unit.
- the first unit is a detection value of the first sensor. Based on the power grid The first command value is determined so that the electric power to be supplied becomes the first target value, and the second unit is supplied from the power system and the first unit at the position of the second sensor based on the detection value of the second sensor. The second command value is determined so that the electric power becomes the second target value, and the control unit sets the first target value and the second target value to each other according to the operation status of the first unit and the operation status of the second unit. Set to a different value.
- the reverse tide detection CT sensor and the extension unit which are the same products as the reverse tide detection CT sensors 906 and 908 and the power storage unit 900 in FIG. It is conceivable to add a configuration added in between.
- the storage battery of the extension unit is connected in parallel to the storage battery of the storage unit 900, the storage capacity increases.
- the extension unit connected to the distribution line preferentially operates at a position close to the load 922 side, and fluctuations in power consumption due to the load 922 occur. Supplying the corresponding power (hereinafter also referred to as load following operation). If the power consumption of the load 922 increases and the extension unit cannot perform load following operation, the power not supplied from the extension unit is supplied from the power storage unit 900.
- the operation statuses of the power storage unit 900 and the extension unit are different from each other, a difference occurs in the number of charge / discharge cycles, and the degree of deterioration of the storage battery of the power storage unit 900 and the extension unit is different. Then, there is a problem that the extension unit deteriorates earlier than the power storage unit 900 and the system cannot be used in a shorter period of time than when the power storage unit 900 and the extension unit are used evenly.
- the operation status (for example, the degree of deterioration) of the first unit and the second unit is equal.
- the first unit and the second unit can be operated. For example, it is possible to prevent one of the first unit and the second unit from becoming worse than the other.
- control unit sets the first target value and the second target value so that a reverse power flow in which a current flows from the grid interconnection power storage system to the power system does not occur. Accordingly, the first unit and the second unit can be operated so that the operation states of the first unit and the second unit are equal without causing reverse power flow.
- the control unit is included in the first unit, is included in the second unit, or is not included in any of the first unit and the second unit, and the control unit is included in the first unit.
- the first unit includes a communication unit that communicates with the second unit in a wired or wireless manner, and includes the communication unit that communicates with the first unit in a wired or wireless manner in the first unit. And a communication unit that communicates with each of the first unit and the second unit in a wired or wireless manner.
- control unit changes the second target value in accordance with the operation status of the first unit and the operation status of the second unit, so that the first target value and the second target value are mutually determined. Set to a different value.
- control unit calculates the difference between the use history or the deterioration level of the first storage battery and the second storage battery, and changes the second target value in a direction in which the difference approaches zero.
- the first unit and the second unit can be operated so that the use history or the degree of deterioration of the first unit and the second unit are equalized.
- control unit increases the second target value if the number of charge / discharge cycles of the second storage battery is equal to or greater than the number of charge / discharge cycles of the first storage battery.
- control unit changes the second target value so that the charge / discharge power of the first storage battery and the charge / discharge power of the second storage battery are equalized.
- a 1st unit and a 2nd unit can be drive
- the control unit increases the second target value if the charge / discharge power of the second storage battery is equal to or higher than the charge / discharge power of the first storage battery.
- the first unit and the second unit can be operated such that the difference in charge / discharge power between the first unit and the second unit is reduced, and the deterioration degree of the first unit and the second unit is equalized.
- the grid interconnection power storage system further includes a power generation unit connected to the electric wire in parallel with the first unit at a position closer to the load side than the connection position of the first unit to the electric wire. Including.
- the surplus power can be charged evenly by the first unit and the second unit. Therefore, even when the power generation unit is provided, for example, it is possible to prevent one of the first unit and the second unit from becoming worse than the other.
- the power generation unit is connected to the electric wire at a position closer to the load than the connection position of the second unit to the electric wire, and the control unit increases the second target value, thereby By charging the first unit preferentially over the second unit with the generated power and the power from the power system, and reducing the second target value, the second unit is driven by the generated power of the power generation unit and the power from the power system.
- the battery is charged with priority over the first unit. Thereby, the charge states of the first unit and the second unit can be controlled.
- the power generation unit is connected to the electric wire in parallel with the second unit at a position closer to the load than the connection position of the second unit to the electric wire.
- control unit changes the second target value if the difference between the number of charge / discharge cycles of the first storage battery and the number of charge / discharge cycles of the second storage battery is equal to or greater than a predetermined value.
- the first target value and the second target value are set to different values.
- control unit changes the second target value so that the remaining battery level of the first storage battery and the remaining battery level of the second storage battery are equal, thereby changing the first target value and the second target value.
- control unit changes the first target value or changes the first target value and the second target value according to the operation status of the first unit and the operation status of the second unit.
- first target value and the second target value are set to different values.
- control unit changes the second target value in response to the fact that the predetermined time has been reached, that the predetermined time has elapsed, or that an instruction has been received from the outside.
- the first target value and the second target value are set to different values.
- the grid interconnection power storage system further includes a remote controller, and the control unit is included in the remote controller.
- control unit is included in the first unit or the second unit.
- a power storage unit includes a first storage battery, and is connected in parallel with another power storage unit to an electric wire for supplying power from an electric power system to a load. Accordingly, the power storage unit supplies power from the first storage battery to the electric wire, and the other power storage unit has the second storage battery and is in parallel with the power storage unit at a position closer to the load side than the connection position of the power storage unit to the electric wire.
- a power storage unit includes a first storage battery, and is connected in parallel with another power storage unit to an electric wire for supplying power from an electric power system to a load.
- the other storage unit has a second storage battery, and is connected to the storage unit at a position closer to the system than the connection position of the storage unit to the wire.
- the electric power is supplied to the electric wire from the second storage battery in accordance with the second command value, and the electric storage unit is on the load side of the connection position of the other electric storage unit to the electric wire.
- a sensor that detects a current flowing through the electric wire on the side, a determination unit that determines a first command value based on a detection value of the sensor so that the power supplied from the power system becomes a first target value, and a storage unit A second target value for determining the first target value and the second command value based on an instruction transmitted from the control unit used in common with the other power storage units according to the operation status and the operation status of the other power storage units. And a change unit that changes the value to a value different from the target value.
- a grid interconnection power storage system 100 includes a power storage unit 102, an extension unit 104, a remote controller 106, and a reverse power detection CT sensor 108, 110, 112. And 114.
- the power storage unit 102 is connected to a distribution line of the power system 120.
- the extension unit 104 is connected to the distribution line in parallel with the power storage unit 102.
- the remote control 106 includes a communication unit 107.
- the remote controller 106 communicates with the power storage unit 102 and the extension unit 104 via a communication unit 107 by wire or wireless.
- the reverse tide detection CT sensors 108, 110, 112 and 114 are arranged on the distribution line.
- Each of the power storage unit 102 and the extension unit 104 includes a PCS and a storage battery (such as a lithium ion secondary battery). Each of the power storage unit 102 and the extension unit 104 converts the power supplied from the power system 120 from AC to DC via the PCS and stores it in an internal storage battery.
- a storage battery such as a lithium ion secondary battery
- Each PCS of the power storage unit 102 and the extension unit 104 includes a control unit (CPU, microcomputer, etc.), a storage unit (for example, a rewritable nonvolatile memory), and a communication unit.
- Each PCS communicates with the communication unit 107 of the remote controller 106 via its own communication unit, and receives instructions such as operation / stop and various setting values (a target value for power purchase to be described later).
- Each PCS stores the received set value in the storage unit, and executes the charge / discharge operation according to an instruction from the remote controller 106 using the set value.
- the remote controller 106 includes a control unit (CPU, microcomputer, etc.), a storage unit (for example, a rewritable nonvolatile memory), and a communication unit.
- the remote controller 106 communicates with the power storage unit 102 and the extension unit 104 and stores the received information in the storage unit as appropriate.
- the power storage unit 102 and the extension unit 104 have the same configuration and the same storage battery capacity. That is, the power storage unit 102 and the extension unit 104 are provided to the market as the same product.
- the electric power stored in the respective storage batteries of the power storage unit 102 and the extension unit 104 is converted from direct current to alternating current by the PCS as needed, and is supplied to a load 122 that is an electric device in a home or the like.
- the reverse power detection CT sensors 108 to 114 are CT sensors for monitoring a reverse power flow that is a current flowing to the power system 120 side.
- the reverse tide detection CT sensors 108 to 114 detect the current (alternating current) flowing through the distribution line at the installed positions, and transmit corresponding information (current value, etc.) to the power storage unit 102 and the extension unit 104. That is, information from the reverse tide detection CT sensors 108 and 110 is transmitted to the power storage unit 102, and information from the reverse tide detection CT sensors 112 and 114 is transmitted to the extension unit 104.
- Both the power storage unit 102 and the extension unit 104 calculate power using information from the corresponding reverse power detection CT sensor so that the calculated power is equal to the target value of the purchased power set for each. Discharge or charge.
- the extension unit 104 calculates power using information from the reverse tide detection CT sensors 112 and 114.
- the calculated power is power that is supplied from the power system 120 side (hereinafter also referred to as system side) at the positions of the reverse power detection CT sensors 112 and 114 and is consumed by the load 122.
- the PCS of the extension unit 104 supplies D2 power according to the command value D2.
- the power P supplied from the system side becomes equal to the target value ⁇ 2.
- the power storage unit 102 obtains electric power (electric power supplied from the electric power system 120) using information from the reverse tide detection CT sensors 108 and 110.
- the electric power P1 supplied from the electric power system 120 becomes equal to the target value ⁇ 1.
- the power of D1 + ⁇ 1 is supplied to the load 122 side (hereinafter also referred to as the terminal side).
- the power of the target value ⁇ 1 is supplied from the power system 120
- the power of the command value D1 is supplied from the power storage unit 102
- the remaining power, that is, the command value is supplied from the extension unit 104.
- the same power as D2 is supplied.
- the load 122 is supplied with power of ⁇ 1 + D1 + D2.
- ⁇ 1 + D1 ⁇ 2.
- the remote controller 106 changes the target value ⁇ 2 of the extension unit 104 according to the operation status of the power storage unit 102 and the extension unit 104. Since the target value ⁇ 2 is an object to be controlled, it is also referred to as a “control target value” in order to clarify it.
- processing performed by the remote controller 106, the power storage unit 102, and the extension unit 104 will be specifically described with reference to FIGS.
- each of the power storage unit 102 and the extension unit 104 stores the number of charge / discharge cycles (integrated value after first operation) in the internal storage unit.
- remote controller 106 is executed by the remote controller 106. Specifically, the control unit of remote controller 106 reads and executes a predetermined program from the storage unit inside remote controller 106.
- step 300 the remote controller 106 refers to the internal clock and determines whether or not a predetermined time has come. As the predetermined time, for example, one specific time of the day may be set. If it is determined that the predetermined time has been reached, control proceeds to step 302. Otherwise, step 300 is repeated.
- the predetermined time for example, one specific time of the day may be set. If it is determined that the predetermined time has been reached, control proceeds to step 302. Otherwise, step 300 is repeated.
- step 302 the remote controller 106 requests the power storage unit 102 and the extension unit 104 to transmit the number of charge / discharge cycles. For example, the remote controller 106 transmits a predetermined request code to the power storage unit 102 and the extension unit 104. Thereafter, control proceeds to step 304.
- step 304 the remote controller 106 determines whether or not the number of cycles has been received from the power storage unit 102 and the extension unit 104. If it is determined that it has been received, control proceeds to step 306. Otherwise, step 304 is repeated.
- step 306 the remote controller 106 compares the number of cycles received from the power storage unit 102 and the extension unit 104 in step 304, and determines whether or not the cycle number C1 of the power storage unit 102 is greater than the cycle number C2 of the extension unit 104. To do. If it is determined that the value is larger (C1> C2), the control proceeds to step 308. Otherwise (C1 ⁇ C2), control proceeds to step 310.
- step 308 the remote controller 106 decreases the control target value (target value ⁇ 2) of the extension unit 104. Specifically, the remote controller 106 transmits a command code for decreasing the control target value (hereinafter referred to as a decrease command code) to the extension unit 104. Thereafter, control proceeds to step 312. As will be described later, when the extension unit 104 receives the decrease command code, the extension unit 104 decreases the current target value ⁇ 2 by a predetermined value (hereinafter referred to as a subtraction value) ⁇ 1, and sets ⁇ 2 ⁇ 1 to a new target value ⁇ 2. And
- step 310 the remote controller 106 increases the control target value (target value ⁇ 2) of the extension unit 104. Specifically, the remote controller 106 transmits a command code for increasing the control target value (hereinafter referred to as an increase command code) to the extension unit 104. Thereafter, control proceeds to step 312. As will be described later, when the expansion unit 104 receives the increase command code, the expansion unit 104 increases the current target value ⁇ 2 by a predetermined value (hereinafter referred to as an increase value) ⁇ 2 and sets ⁇ 2 + ⁇ 2 as a new target value ⁇ 2. .
- a predetermined value hereinafter referred to as an increase value
- Step 312 the remote controller 106 determines whether or not an end instruction has been received. When it is determined that an end instruction has been received, the remote controller 106 transmits a stop instruction to the power storage unit 102 and the extension unit 104, and then the program ends. Otherwise, control returns to step 300.
- the end instruction is given, for example, when the remote controller 106 is operated by the user.
- the control unit of the power storage unit 102 reads and executes a predetermined program from the storage unit inside the power storage unit 102.
- step 400 the power storage unit 102 determines whether or not a request (request code) for transmitting the number of cycles is received from the remote controller 106. If it is determined that it has been received, control proceeds to step 402. Otherwise control passes to step 404.
- request code request code
- step 402 the power storage unit 102 reads the cycle number C1 stored in the storage unit and transmits it to the remote controller 106.
- step 404 the power storage unit 102 determines the command value D1 so that the power obtained from the information from the reverse tide detection CT sensors 108 and 110 becomes the target value ⁇ 1, and supplies the power accordingly.
- step 406 the power storage unit 102 determines whether or not an end instruction has been received. If it is determined that an end instruction has been received, the program ends. Otherwise, control returns to step 400.
- the termination instruction is made, for example, when the power storage unit 102 receives a stop instruction transmitted from the remote controller 106 to the power storage unit 102.
- the extension unit 104 is executed by the extension unit 104. Specifically, the control unit of the expansion unit 104 reads a predetermined program from the storage unit inside the expansion unit 104 and executes it.
- FIG. 5 is obtained by adding steps 410 and 412 to the flowchart of FIG.
- the main body is changed from the power storage unit 102 to the extension unit 104, and the reverse tide detection CT sensors 112 and 114 are used instead of the reverse tide detection CT sensors 108 and 110.
- the processing of the steps denoted by the same numbers as in FIG. 4 is the same as the processing of FIG. 4, and therefore, the overlapping description will not be repeated, and different points will be mainly described.
- the extension unit 104 When the extension unit 104 receives the request code, the extension unit 104 reads out the number of cycles C2 stored in the storage unit and transmits it to the remote controller 106. Thereafter, in step 410, the extension unit 104 determines whether or not a control target value change command has been received.
- This change command is a decrease command code, an increase command code, or a command code with an increase / decrease value transmitted from the remote controller 106 (see steps 308 and 310 in FIG. 3). If it is determined that it has been received, control proceeds to step 412. Otherwise control passes to step 404.
- the extension unit 104 changes the control target value (target value ⁇ 2) in accordance with the command received in step 410. Specifically, if the command code received in step 410 is a decrease command code, the subtraction value ⁇ 1 stored in the predetermined storage unit is read, subtracted from the current target value ⁇ 2, and ⁇ 2 ⁇ 1 is calculated. A new target value ⁇ 2 is set. If the command code received in step 410 is an increase command code, the predetermined increase value ⁇ 2 stored in the storage unit is read, added to the current target value ⁇ 2, and ⁇ 2 + ⁇ 2 is set as a new target value ⁇ 2. .
- step 410 when receiving the information in which the increase / decrease value ⁇ is added to the command code, the remote controller 106 changes the target value ⁇ 2 using the added increase / decrease value ⁇ . For example, when the increase / decrease is represented by a positive / negative sign of the increase / decrease value ⁇ , the remote controller 106 may set ⁇ 2 + ⁇ as the new target value ⁇ 2.
- a lower limit value is set for the target value ⁇ 2 so that no reverse power flow occurs at the positions of the reverse current detection CT sensors 112 and 114, and when the value of ⁇ 2- ⁇ 1 is less than the lower limit value, Target value ⁇ 2 is maintained at the lower limit value.
- the upper limit value of the target value ⁇ 2 may or may not be set.
- the extension unit 104 determines the command value D2 so that the power obtained from the information from the reverse tide detection CT sensors 112 and 114 becomes the current target value ⁇ 2, supplies power according to the command value D2, and terminates the instruction. The above process is repeated until it is received.
- the remote controller 106 acquires the number of cycles from the power storage unit 102 and the extension unit 104 at a predetermined time, and determines the control target value (target value) for the extension unit 104 according to the result of comparing the number of cycles. An instruction to increase or decrease the value ⁇ 2) can be given.
- the extension unit 104 receives a control target value change command from the remote controller 106, the extension unit 104 changes the control target value (target value ⁇ 2) accordingly.
- the extension unit 104 is added to the existing power storage unit 102.
- the power storage unit 102 and the extension unit 104 each have a maximum power supply amount of 1000 W.
- the power consumption of the load 122 is within a range in which the extension unit 104 can perform load following operation
- power is supplied from the extension unit 104 and the power storage unit 102 is stopped.
- the power storage unit 102 supplies the power that the extension unit 104 cannot supply.
- the number of cycles that the remote controller 106 acquires from the power storage unit 102 and the extension unit 104 is large in the number of cycles of the existing power storage unit 102 when the extension unit 104 is added.
- a command for subtracting the target value ⁇ 2) of 104 is transmitted (see step 308 in FIG. 3).
- the extension unit 104 since the target value ⁇ 2 is the lower limit value of 50 W, the extension unit 104 maintains that value. Accordingly, power is mainly supplied from the extension unit 104, the increase number of the cycle number C2 of the extension unit 104 is larger than the increase number of the cycle number C1 of the power storage unit 102, and the cycle number C2 of the extension unit 104 gradually increases. It approaches the cycle number C1 of 102.
- remote control 106 transmits a command to increase the control target value (target value ⁇ 2 of extension unit 104) (see step 310 in FIG. 3).
- the power storage unit 102 When the target value ⁇ 2 further increases, the power storage unit 102 mainly operates, and the cycle number C1 of the power storage unit 102 again becomes larger than the cycle number C2 of the extension unit. Thereby, as described above, the remote controller 106 transmits a command to subtract the control target value (see step 308 in FIG. 3), and the extension unit 104 decreases the target value ⁇ 2. In this way, the control target value (target value ⁇ 2) is adjusted by the remote controller 106 so that the number of cycles of the power storage unit 102 and the extension unit 104 becomes equal.
- the extension unit 104 mainly supplies power, and the cycle number C2 of the extension unit 104 is relatively short.
- the cycle number C1 or more of the power storage unit 102 is reached. Therefore, the remote controller 106 transmits a command to increase the control target value (step 310 in FIG. 3).
- the target value ⁇ 2 of the extension unit 104 increases, and even when the power of the load 122 is within the range in which the extension unit 104 can perform load following operation, the power is supplied from the power storage unit 102.
- the increase rate of the cycle number C1 of 102 becomes large.
- the remote control 106 sets the control target value (target value ⁇ 2) so that the number of cycles of the power storage unit 102 and the extension unit 104 becomes equal. Adjusted.
- FIG. 6 shows the configuration of FIG. 2 in a simplified manner, and only the reverse tide detection CT sensors 108 and 112 are shown as the reverse tide detection CT sensor.
- the target value ⁇ 1 of the power storage unit 102 and the target value ⁇ 2 of the expansion unit 104 were both set to 50 W, and the power consumption of the load 122 was set to about 1000 W with the power storage unit 102 and the expansion unit 104 fully charged.
- 50 W was supplied from the power system 120 and 950 W was supplied from the extension unit 104. Since power is not supplied from the power storage unit 102, the power at the position of the reverse power detection CT sensor 112 is 50 W supplied from the power system 120.
- This state corresponds to the left end of the graph shown in FIG.
- the horizontal axis represents time
- the vertical axis represents power.
- the graph of FIG. 7 shows temporal changes in the output power of the power storage unit 102, the output power of the extension unit 104, and the power of the load 122.
- the load power is about 1000 W
- the output power of the extension unit is about 950 W
- the output power of the power storage unit is 0 W.
- the target value ⁇ 2 of the extension unit 104 was increased to 500 W at a predetermined timing (indicated by a downward arrow in FIG. 7).
- a predetermined timing indicated by a downward arrow in FIG. 7
- 50 W is supplied from the power system 120
- 450 W is supplied from the power storage unit 102
- 500 W is supplied from the extension unit 104.
- the electric power at the position of the reverse tide detection CT sensor 112 is a total value of 500 W of 50 W supplied from the power system 120 and 450 W supplied from the power storage unit 102.
- This state corresponds to the right end of the graph shown in FIG. That is, the power of the load 122 is about 1000 W, the output power of the extension unit 104 is about 500 W, and the output power of the power storage unit 102 is about 450 W. From the graph of FIG. 7, it can be seen that when the target value ⁇ 2 of the extension unit 104 is changed, the output power of the power storage unit 102 and the extension unit 104 changes quickly and becomes stable. As described above, by changing the target value ⁇ 2 of the extension unit 104, substantially equal power can be supplied from the power storage unit 102 and the extension unit 104.
- a grid interconnection power storage system 130 includes a power generation system in addition to the configuration of the first embodiment. That is, the grid interconnection power storage system 130 includes a photovoltaic power generation panel 132 and a PCS 134 connected to the power grid 120 in addition to the configuration of the grid interconnection power storage system 100 shown in FIG. In this embodiment, the power storage unit 102 and the extension unit 104 are charged and discharged evenly.
- the remote controller 106 refers to an internal clock and determines whether or not a predetermined time has come.
- the predetermined time may be set as appropriate, for example, every 30 minutes or every hour in the daytime period in consideration of the time zone, frequency, etc., in which power generation by the solar power generation panel 132 is performed. . If it is determined that the predetermined time has come, the control proceeds to step 502. Otherwise, step 500 is repeated.
- step 502 the remote controller 106 requests the power storage unit 102 and the extension unit 104 to transmit respective command values. For example, the remote controller 106 transmits a predetermined request code to the power storage unit 102 and the extension unit 104. Thereafter, control proceeds to step 504.
- step 504 the remote controller 106 determines whether or not a command value has been received from the power storage unit 102 and the extension unit 104. If it is determined that it has been received, control proceeds to step 506. Otherwise, step 504 is repeated.
- step 506 the remote controller 106 compares the command values received from the power storage unit 102 and the extension unit 104 in step 504, and determines whether or not the command value D1 of the power storage unit 102 is greater than the command value D2 of the extension unit 104. To do. If it is determined that the value is larger (D1> D2), the control proceeds to step 508. Otherwise (D1 ⁇ D2), control proceeds to step 510.
- step 508 the remote controller 106 decreases the control target value (target value ⁇ 2 of the extension unit 104). Specifically, the remote controller 106 transmits a command code (decrease command code) for decreasing the target value ⁇ 2 to the extension unit 104, similarly to step 308 in FIG. Thereafter, control proceeds to step 512.
- the extension unit 104 receives the decrease command code, the extension unit 104 decreases the current target value ⁇ 2 by a preset subtraction value ⁇ 1, and sets ⁇ 2 ⁇ 1 as a new target value ⁇ 2.
- the remote controller 106 increases the control target value. Specifically, the remote controller 106 transmits a command code (increase command code) for increasing the target value ⁇ 2 to the extension unit 104, as in step 310 of FIG.
- a command code increase command code
- the extension unit 104 increases the current target value ⁇ 2 by a preset increase value ⁇ 2, and sets ⁇ 2 + ⁇ 2 as a new target value ⁇ 2.
- the decrease value ⁇ 1 and the increase value ⁇ 2 are arbitrary and may be the same value or different values. Further, instead of transmitting different codes (decrease command code and increase command code), a value to be increased or decreased may be added to the same command code and transmitted to the extension unit 104.
- step 512 the remote controller 106 determines whether an end instruction has been received. When it is determined that an end instruction has been received, the remote controller 106 transmits a stop instruction to the power storage unit 102 and the extension unit 104, and then the program ends. Otherwise, control returns to step 500.
- the end instruction is given, for example, when the remote controller 106 is operated by the user.
- the flowchart in FIG. 11 is executed by the power storage unit 102. Specifically, the control unit of the power storage unit 102 reads and executes a predetermined program from the storage unit inside the power storage unit 102.
- the flowchart of FIG. 11 is obtained by replacing steps 400 and 402 of the flowchart of FIG. 4 with steps 420 and 422, respectively.
- subjected the same number as FIG. 4 is the same as the process of FIG. Therefore, different points will be mainly described without repeating the repeated description.
- step 420 the power storage unit 102 determines whether or not a request for transmitting a command value (command value request code) has been received from the remote controller 106. If it is determined that it has been received, control proceeds to step 422. Otherwise control passes to step 404.
- a command value command value request code
- step 422 the power storage unit 102 transmits the current command value D1 to the remote controller 106.
- the power storage unit 102 determines the command value D1 so that the power obtained from the information from the reverse power detection CT sensors 108 and 110 becomes the target value ⁇ 1, supplies power according to the command value D1, and receives an end instruction. Repeat the above process.
- FIG. 12 is executed by the extension unit 104. Specifically, the control unit of the expansion unit 104 reads a predetermined program from the storage unit inside the expansion unit 104 and executes it.
- the flowchart of FIG. 12 is obtained by replacing steps 400 and 402 in the flowchart of FIG. 5 with steps 420 and 422, respectively.
- subjected the same number as FIG. 5 is the same as the process of FIG.
- steps 420 and 422 of FIG. 12 the main body is changed from the power storage unit 102 to the extension unit 104, and the reverse tide detection CT sensors 112 and 114 are used instead of the reverse tide detection CT sensors 108 and 110. This is the same as steps 420 and 422 in FIG. Therefore, different points will be mainly described without repeating the repeated description.
- the extension unit 104 When the extension unit 104 receives the command value request code, the extension unit 104 transmits the current command value D2 to the remote controller 106. Subsequently, when receiving the control target value change command, the extension unit 104 changes the current target value ⁇ 2 in accordance with the command. Subsequently, the extension unit 104 determines the command value D2 so that the power obtained from the information from the reverse power detection CT sensors 112 and 114 becomes the current target value ⁇ 2, and supplies the power accordingly. Thereafter, the above processing is repeated until an end instruction is received. Unlike the first embodiment, the lower limit value is not set for the target value ⁇ 2, and may be a value (including a negative value) smaller than the initial value.
- the remote controller 106 acquires the respective command values from the power storage unit 102 and the extension unit 104 at a predetermined time, and according to the comparison result of the command values, the remote controller 106 controls the extension unit 104 with a control target value (target An instruction to increase or decrease the value ⁇ 2) can be given.
- a control target value target An instruction to increase or decrease the value ⁇ 2
- the extension unit 104 receives a control target value change command from the remote controller 106, the extension unit 104 changes the control target value (target value ⁇ 2) accordingly.
- D1 D2
- the same power is supplied from the power storage unit 102 and the extension unit 104 to the load 122.
- the power consumption P0 of the load 122 and the power generation Ps of the photovoltaic power generation panel 132 are unknown to the remote control 106 and fluctuate.
- the control target value target value ⁇ 2
- the values of D1 and D2 change so that the difference between the two becomes small. Therefore, the control target value is increased while D1 ⁇ D2 (see step 510). If the control target value increases and D1> D2, the control target value is decreased (see step 508). Thereby, the charging / discharging electric power of the electrical storage unit 102 and the extension unit 104 can be made equal.
- the problem that the storage battery of the extension unit 104 deteriorates faster than the storage battery of the power storage unit 102 can be avoided.
- the extension unit 104 is added to the existing power storage unit 102, power is mainly supplied from the extension unit 104 at the beginning. Thereafter, after the number of cycles of the expansion unit 104 increases and exceeds the number of cycles of the power storage unit 102, and the deterioration degree of the power storage unit 102 and the expansion unit 104 becomes equal, power is evenly supplied from the power storage unit 102 and the expansion unit 104. Can supply. Therefore, also in this case, the problem that one storage battery deteriorates earlier than the other storage battery can be avoided.
- the expansion unit 104 connected to the terminal side of the power storage unit 102 is connected to the power storage unit 102 and the extension unit 104 according to the command values of the power storage unit 102 and the expansion unit 104. Then, a command for changing the target value ⁇ 2 is transmitted. Thereby, the charging / discharging electric power of the electrical storage unit 102 and the extension unit 104 can be equalized. As a result, the deterioration degree of the storage batteries of the power storage unit 102 and the extension unit 104 can be made uniform.
- connection of the power storage unit 102 and the extension unit 104 described above with reference to FIG. 2 is an example, and is not limited thereto.
- the extension unit 104 when added to the existing power storage unit 102, it may be connected to the distribution line at a position farther from the load 122 than the power storage unit 102. The same applies to the configuration shown in FIG. 9 and FIG.
- the remote controller 106 may start a process of changing the control target value at a predetermined time interval set in advance. Further, the remote controller 106 may start a process of changing the control target value in response to an external trigger. For example, the user may operate the remote controller 106 to instruct change of the control target value. Moreover, you may perform the process which changes a control target value continuously. That is, step 300 and step 500 may be deleted in the flowcharts of FIGS.
- the target value ⁇ 2 of the extension unit 104 is changed based on the comparison result of the number of cycles of the power storage unit 102 and the extension unit 104 has been described with respect to the first embodiment, but the present invention is not limited to this.
- the target value of the extension unit 104 may be changed.
- the target value ⁇ 2 of the extension unit 104 is changed according to the comparison result of the command values of the power storage unit 102 and the extension unit 104 has been described with respect to the second embodiment, but the present invention is not limited to this.
- the difference between the command values of the power storage unit 102 and the extension unit 104 is larger than a predetermined value, the target value of the extension unit 104 may be changed.
- the control target value (target value ⁇ 2) may be adjusted so that the charge / discharge power of the power storage unit 102 and the extension unit 104 is equalized.
- the control target value (target value ⁇ 2) may be adjusted so that the remaining battery levels of the power storage unit 102 and the extension unit 104 are equal.
- control target value may be adjusted so that the use history or the degree of deterioration of the power storage unit 102 and the extension unit 104 are equalized.
- the usage history is, for example, the number of cycles.
- the cycle number is also used for evaluating the degree of deterioration.
- the degree of deterioration may be evaluated by a discharge capacity (kWh) when the storage battery is completely discharged from the fully charged state. Since the discharge capacity from the fully charged state decreases as the storage battery is used, the rate of decrease from the initial discharge capacity can be defined as the degree of deterioration.
- the same power is supplied from the power storage unit 102 and the extension unit 104 to the load 122.
- 50 W is supplied from the power system 120
- the power consumption P0 of the load 122 and the power generation Ps of the photovoltaic power generation panel 132 are unknown to the remote control 106 and fluctuate.
- the control target value target value ⁇ 2 of the extension unit 104
- the values of D1 and D2 change so that the difference between the two becomes small. Therefore, the control target value is increased while D1 ⁇ D2 (see step 510 in FIG. 10).
- the control target value increases and D1> D2
- the control target value is decreased (see step 508 in FIG. 10).
- the charge / discharge states of the power storage unit 102 and the extension unit 104 can be made closer to each other.
- the control target value ⁇ 2 of the extension unit 104 is decreased from the initial value so that a reverse power flow does not occur. Therefore, the control target value is decreased while D1> D2 (see step 508 in FIG. 10).
- the control target value target value ⁇ 2
- the values of D1 and D2 change so that the difference between the two becomes small. Then, if the control target value decreases and D1 ⁇ D2, the control target value is increased (see step 510 in FIG. 10).
- D1 ⁇ D2 For example, the control target value (target value ⁇ 2) may be increased (step 510). If D1> D2, the control target value (target value ⁇ 2) may be decreased (step 508).
- the state of charge of the power storage unit 102 and the extension unit 104 changes by adjusting the control target value (target value ⁇ 2).
- target value ⁇ 2 either the power storage unit 102 or the extension unit 104 can be preferentially charged with the surplus power of the photovoltaic power generation panel 132 and the power supplied from the power system 120.
- the extension unit 104 can be preferentially charged over the power storage unit 102.
- the power storage unit 102 can be preferentially charged over the extension unit 104.
- Equation 1 is established.
- ⁇ 1 + Ps + D1 + D2 P0 (Expression 1)
- Equation 3 holds.
- ⁇ 1 + D1 ⁇ 2 (Equation 3) If D1 and D2 are positive values, they are discharging, and if they are negative values, they are charging.
- the control target value target value ⁇ 2
- the values of D1 and D2 change so that the difference between the two becomes small. Therefore, the control target value is increased while D1 ⁇ D2 (see step 510 in FIG. 10).
- the control target value increases and D1> D2, the control target value is decreased (see step 508 in FIG. 10).
- the charge / discharge states of the power storage unit 102 and the extension unit 104 can be made closer to each other.
- the control target value ⁇ 2 of the extension unit 104 is decreased from the initial value so that a reverse power flow does not occur. Therefore, the control target value is decreased while D1> D2 (see step 508 in FIG. 10).
- the control target value target value ⁇ 2
- the values of D1 and D2 change so that the difference between the two becomes small. Then, if the control target value decreases and D1 ⁇ D2, the control target value is increased (see step 510 in FIG. 10).
- D1 ⁇ D2 the control target value (target value ⁇ 2) may be increased (step 510). If D1> D2, the control target value (target value ⁇ 2) may be decreased (step 508).
- the power storage unit can be obtained from the surplus power of the photovoltaic power generation panel 132 and the power supplied from the power system 120. Either the 102 or the extension unit 104 can be preferentially charged.
- the remote controller 106 is mainly used to compare the number of cycles or the command value of the power storage unit 102 and the extension unit 104 and change the target value ⁇ 2 of the extension unit 104 according to the comparison result. It is not limited to. Similar control may be performed mainly by at least one of the power storage unit 102 and the extension unit 104. In that case, for example, as shown in FIG. 15, a grid interconnection power storage system can be configured.
- FIG. 15 is obtained by deleting the remote controller 106 in FIG. 2 and providing a communication path 140 that connects the PCS of the power storage unit 102 and the PCS of the extension unit 104 so that they can communicate with each other.
- the communication path 140 may be wired communication or wireless communication.
- At least one of the PCS of the power storage unit 102 and the PCS of the expansion unit 104 serves as the remote controller 106. That is, a case where the power storage unit 102 includes a remote control, a case where the power storage unit 104 includes a remote control, or a case where each of the power storage unit 102 and the extension unit 104 includes a remote control can be considered.
- the present invention is not limited to this.
- the target value ⁇ 2 of the extension unit 104 may be fixed to the initial value, and the target value ⁇ 1 of the power storage unit 102 may be changed. Further, both the target value ⁇ 1 of the power storage unit 102 and the target value ⁇ 2 of the extension unit 104 may be changed. For example, the target value of a more deteriorated unit among the power storage unit 102 and the extension unit 104 may be changed.
- the target value of each unit may be changed from the initial value. Good.
- Power grid storage system 102 100, 130, 150 Power grid storage system 102, 900 Power storage unit 104 Additional unit 106, 904 Remote control 107 Communication unit 108, 110, 112, 114, 906, 908 Reverse tide detection CT sensor 120, 920 Power system 122, 922 Load 132 Solar power generation panel 134 PCS 140 Communication path 300, 302, 304, 306, 308, 310, 312, 400, 402, 404, 406, 410, 412, 420, 422, 500, 502, 504, 506, 508, 510, 512 Step P, P0 , P1, P2, Ps Electric power D1, D2 Command value ⁇ 1, ⁇ 2 Target value
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
第1蓄電池を有し、第1指令値にしたがって電力を供給する第1ユニットと、第2蓄電池を有し、電線において、第1ユニットの接続位置よりも負荷側の位置で、第1ユニットと並列に接続され、第2指令値にしたがって電力を供給する第2ユニットと、第1ユニットの系統側の電線に流れる電流を検出する第1センサと、第1ユニットの負荷側の電線に流れる電流を検出する第2センサと、制御部とを含み、第1ユニットは、第1センサの検出値及び第1目標値から第1指令値を決定し、第2ユニットは、第2センサの検出値及び第2目標値から第2指令値を決定し、制御部は、第1ユニット及び第2ユニットの動作状況に応じて第1目標値と第2目標値とを相互に異なる値に設定する。
Description
本開示は、系統連系用蓄電システム及び蓄電ユニットに関する。本出願は、2018年6月6日出願の日本出願第2018-108311号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
電力系統に接続され、一旦蓄電池に蓄えた電力を、停電時等に電力変換装置を介して負荷に供給できる蓄電システムが知られている。太陽光発電システムにも接続され、負荷に供給される電力を超えた発電電力(余剰電力)を蓄える蓄電システムも知られている。
図1を参照して、蓄電ユニット900を含む蓄電システムは、電力系統920に接続され、電力系統920から供給される電力を、パワーコンディショナ(以下、PCS(Power Conditioning System)という)を介して交流から直流に変換して蓄電池(リチウムイオン二次電池等)に蓄える。蓄電池に蓄えられた電力は、リモートコントローラ(以下、リモコンという)904により制御されて、必要に応じて、PCSにより直流から交流に変換されて家庭等の電気機器である負荷922に供給される。
逆潮検出CTセンサ906及び908は、電力系統920側に電流が流れる逆潮流を監視するためのCTセンサである。逆潮検出CTセンサ906及び908は設置された配電線に流れる電流(交流)を検出し、対応する情報(電流値等)を蓄電ユニット900に伝送する。蓄電ユニット900は、電力を供給する前に逆潮検出CTセンサ906及び908の情報から、負荷922で消費されている電力を算出する。蓄電ユニット900は、電力系統920から供給される電力が、予めリモコン904により蓄電ユニット900に設定された買電力の目標値(以下、単に「目標値」ともいう)になるように、充放電指令値(以下、単に「指令値」ともいう)を決定する。PCSは、決定された指令値にしたがって蓄電池の充放電を行なう。
電力を蓄えるための蓄電池の大きさは、蓄電可能な最大容量に依存し、蓄電可能な容量が大きくなれば蓄電池も大きくなる。一般家庭への導入を考えると、小型で軽量であることが好ましい。そのため、1台の蓄電容量を比較的小さく抑えて複数台で、要求される蓄電容量に対応することも行なわれている。これにより、分散配置でき、蓄電システムの設置が容易になる。
また、そのような蓄電システムにおいて、一旦、所定の蓄電容量の蓄電システムを設置した後に、何らかの理由により大容量の電力を蓄電することが必要になることがある。後掲の特許文献1には、既設の太陽光発電システムにおいて、設置後にバックアップ電源システムの容量の増大を簡易に行なうことができる技術が開示されている。
図1に示した蓄電システムでは、蓄電容量を増大するために、蓄電池のみで構成される増設ユニットが追加される。図1において、蓄電ユニット900に、PCSを備えていない増設ユニットが追加された場合、蓄電ユニット900のPCSは、リモコン904による設定変更に応じて、蓄電ユニット900及び増設ユニットの蓄電池を用いて、電力系統920から供給される電力を蓄える。蓄電ユニット900及び増設ユニットに蓄えられた電力は、必要に応じて、蓄電ユニット900のPCSにより直流から交流に変換されて家庭等の負荷922に供給される。蓄電ユニット900の蓄電池に、増設ユニットの蓄電池が並列に接続されることにより蓄電容量が大きくなる。したがって、比較的小容量の要望には蓄電ユニット900単体で対応し、要求される容量がより大きければ、増設ユニットを1台、2台、3台と追加することで対応が可能になる。
本開示のある局面に係る系統連系用蓄電システムは、第1蓄電池を有し、電力系統から負荷に電力を供給するための電線に接続され、第1指令値にしたがって第1蓄電池から電線に電力を供給する第1ユニットと、第2蓄電池を有し、電線における第1ユニットの電線への接続位置よりも負荷側の位置で、第1ユニットと並列に電線に接続され、第2指令値にしたがって第2蓄電池から電線に電力を供給する第2ユニットと、第1ユニットの電線への接続位置よりも系統側の電線に流れる電流を検出する第1センサと、第1ユニットの電線への接続位置よりも負荷側であって、第2ユニットよりも系統側の電線に流れる電流を検出する第2センサと、制御部とを含み、第1ユニットは、第1センサの検出値に基づき、電力系統から供給される電力が第1目標値になるように第1指令値を決定し、第2ユニットは、第2センサの検出値に基づき、第2センサの位置で電力系統及び第1ユニットから供給される電力が第2目標値になるように第2指令値を決定し、制御部は、第1ユニットの動作状況及び第2ユニットの動作状況に応じて第1目標値と第2目標値とを相互に異なる値に設定する。
本開示の別の局面に係る蓄電ユニットは、第1蓄電池を有し、電力系統から負荷に電力を供給するための電線に他の蓄電ユニットとともに並列に接続され、第1指令値にしたがって第1蓄電池から電線に電力を供給する蓄電ユニットであって、他の蓄電ユニットは、第2蓄電池を有し、蓄電ユニットの電線への接続位置よりも負荷側の位置で、蓄電ユニットと並列に電線に接続され、第2指令値にしたがって第2蓄電池から電線に電力を供給し、蓄電ユニットは、第1目標値を取得する取得部と、蓄電ユニットの電線への接続位置よりも系統側の電線に流れる電流を検出する第1センサの検出値に基づき、電力系統から供給される電力が第1目標値になるように第1指令値を決定する決定部とを含み、第1目標値は、蓄電ユニットの動作状況及び他の蓄電ユニットの動作状況に応じて決定された値であって、第2目標値と異なる値であり、第2目標値は、第2指令値を決定するために使用され、第2指令値は、蓄電ユニットの電線への接続位置よりも負荷側であって、他の蓄電ユニットよりも系統側の電線に流れる電流を検出する第2センサの検出値に基づき、第2センサの位置で電力系統及び蓄電ユニットから供給される電力が第2目標値になるように決定される。
本開示のさらに別の局面に係る蓄電ユニットは、第1蓄電池を有し、電力系統から負荷に電力を供給するための電線に他の蓄電ユニットとともに並列に接続され、第1指令値にしたがって第1蓄電池から電線に電力を供給する蓄電ユニットであって、他の蓄電ユニットは、第2蓄電池を有し、蓄電ユニットの電線への接続位置よりも系統側の位置で、蓄電ユニットと並列に電線に接続され、第2指令値にしたがって第2蓄電池から電線に電力を供給し、蓄電ユニットは、第1目標値を取得する取得部と、他の蓄電ユニットの電線への接続位置よりも負荷側であって、蓄電ユニットよりも系統側の電線に流れる電流を検出する第1センサの検出値に基づき、第1センサの位置で電力系統及び他の蓄電ユニットから供給される電力が第1目標値になるように第1指令値を決定する決定部とを含み、第1目標値は、蓄電ユニットの動作状況及び他の蓄電ユニットの動作状況に応じて決定された値であって、第2目標値と異なる値であり、第2目標値は、第2指令値を決定するために使用され、第2指令値は、他の蓄電ユニットの電線への接続位置よりも系統側の電線に流れる電流を検出する第2センサの検出値に基づき、電力系統から供給される電力が第2目標値になるように決定される。
[本開示が解決しようとする課題]
図1の構成では、増設ユニットは、蓄電ユニット900とは構成が異なるため、蓄電ユニット900と増設ユニットとをそれぞれ別の製品番号を付して管理することが必要になる。また、蓄電ユニット900の製造台数と増設ユニットの製造台数とを調整することも必要になり、煩雑である。
図1の構成では、増設ユニットは、蓄電ユニット900とは構成が異なるため、蓄電ユニット900と増設ユニットとをそれぞれ別の製品番号を付して管理することが必要になる。また、蓄電ユニット900の製造台数と増設ユニットの製造台数とを調整することも必要になり、煩雑である。
したがって、本開示は、電力系統に、蓄電ユニットを複数並列に接続した構成において、複数の蓄電ユニットの動作状況(充放電状況等)を均等にすることができる系統連系用蓄電システム及び蓄電ユニットを提供することを目的とする。なお、本願明細書において、「均等」とは、複数の値が全く同じ大きさである状態に限らず、複数の値が近似する状態(複数の値の差が所定値以下)をも意味する。
[本開示の効果]
本開示によれば、電力系統に、同じ製品の蓄電ユニットを複数並列に接続した構成の系統連系用蓄電システムにおいて、複数の蓄電ユニットの動作状況(充放電状況等)を均等にすることが可能になる。
本開示によれば、電力系統に、同じ製品の蓄電ユニットを複数並列に接続した構成の系統連系用蓄電システムにおいて、複数の蓄電ユニットの動作状況(充放電状況等)を均等にすることが可能になる。
[本開示の実施形態の説明]
最初に、本開示の実施の形態の内容を列記して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
最初に、本開示の実施の形態の内容を列記して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
(1)本開示のある局面に係る系統連系用蓄電システムは、第1蓄電池を有し、電力系統から負荷に電力を供給するための電線に接続され、第1指令値にしたがって第1蓄電池から電線に電力を供給する第1ユニットと、第2蓄電池を有し、電線における第1ユニットの電線への接続位置よりも負荷側の位置で、第1ユニットと並列に電線に接続され、第2指令値にしたがって第2蓄電池から電線に電力を供給する第2ユニットと、第1ユニットの電線への接続位置よりも系統側の電線に流れる電流を検出する第1センサと、第1ユニットの電線への接続位置よりも負荷側であって、第2ユニットよりも系統側の電線に流れる電流を検出する第2センサと、制御部とを含み、第1ユニットは、第1センサの検出値に基づき、電力系統から供給される電力が第1目標値になるように第1指令値を決定し、第2ユニットは、第2センサの検出値に基づき、第2センサの位置で電力系統及び第1ユニットから供給される電力が第2目標値になるように第2指令値を決定し、制御部は、第1ユニットの動作状況及び第2ユニットの動作状況に応じて第1目標値と第2目標値とを相互に異なる値に設定する。
上記した従来技術の問題を解決するために、図1の逆潮検出CTセンサ906、908及び蓄電ユニット900と同じ製品である逆潮検出CTセンサ及び増設ユニットを、蓄電ユニット900と負荷922との間に追加した構成にすることが考えられる。蓄電ユニット900の蓄電池に、増設ユニットの蓄電池が並列に接続されることにより蓄電容量が大きくなる。
しかし、蓄電ユニット900と負荷922との間に増設ユニットを追加する上記の構成では、両者は均等には動作しない。電力系統920に並列に接続された蓄電ユニット900及び増設ユニットのうち、負荷922の側に近い位置で配電線に接続されている増設ユニットが優先して動作し、負荷922による消費電力の変動に応じた電力を供給する(以下、負荷追従運転ともいう)。負荷922の消費電力が増大し、増設ユニットが負荷追従運転できなくなれば、増設ユニットから供給されない電力が蓄電ユニット900から供給される。そのため、蓄電ユニット900及び増設ユニットのそれぞれの動作状況が異なり、充放電のサイクル回数に差が生じて、蓄電ユニット900及び増設ユニットの蓄電池の劣化度が異なるようになる。そして、増設ユニットが蓄電ユニット900よりも早く劣化してしまい、蓄電ユニット900及び増設ユニットが均等に使用される場合よりも短期間でシステムが使用できなくなってしまう問題がある。
これに対して、上記した本開示のある局面に係る系統連系用蓄電システムでは、従来技術の問題を解決できることに加えて、第1ユニット及び第2ユニットの動作状況(例えば劣化度)が均等になるように、第1ユニット及び第2ユニットを運転できる。例えば、第1ユニット及び第2ユニットの一方の劣化度が他方の劣化度よりも大きくなることを防止できる。
(2)好ましくは、制御部は、系統連系用蓄電システムから電力系統に電流が流れる逆潮流が発生しないように、第1目標値及び第2目標値を設定する。これにより、逆潮流を生じることなく、第1ユニット及び第2ユニットの動作状況が均等になるように、第1ユニット及び第2ユニットを運転できる。
(3)より好ましくは、制御部は、第1ユニットに含まれる、第2ユニットに含まれる、又は、第1ユニット及び第2ユニットのいずれにも含まれず、制御部は、第1ユニットに含まれる場合には、第2ユニットと有線又は無線で互いに通信する通信部を含み、第2ユニットに含まれる場合には、第1ユニットと有線又は無線で互いに通信する通信部を含み、第1ユニット及び第2ユニットのいずれにも含まれない場合には、第1ユニット及び第2ユニットの各々と有線又は無線で互いに通信する通信部を含む。これにより、第1ユニット及び第2ユニットの動作状況が均等になるように、第1ユニット及び第2ユニットを運転できる。
(4)さらに好ましくは、制御部は、第1ユニットの動作状況及び第2ユニットの動作状況に応じて第2目標値を変更することによって、第1目標値と第2目標値とを相互に異なる値に設定する。
(5)好ましくは、制御部は、第1蓄電池及び第2蓄電池の使用履歴又は劣化度の差を算出し、第2目標値を差がゼロに近づく方向に変更する。これらにより、第1ユニット及び第2ユニットの使用履歴又は劣化度が均等になるように、第1ユニット及び第2ユニットを運転できる。
(6)より好ましくは、制御部は、第2蓄電池の充放電のサイクル回数が第1蓄電池の充放電のサイクル回数以上であれば、第2目標値を増大させる。これにより、第1ユニット及び第2ユニットの充放電のサイクル回数の差が小さくなり、第1ユニット及び第2ユニットの劣化度が均等になるように、第1ユニット及び第2ユニットを運転できる。
(7)さらに好ましくは、制御部は、第1蓄電池の充放電電力及び第2蓄電池の充放電電力が均等になるように、第2目標値を変更する。これにより、第1ユニット及び第2ユニットの充放電電力が均等になるように、第1ユニット及び第2ユニットを運転できる。
(8)好ましくは、制御部は、第2蓄電池の充放電電力が第1蓄電池の充放電電力以上であれば、第2目標値を増大させる。これにより、第1ユニット及び第2ユニットの充放電電力の差が小さくなり、第1ユニット及び第2ユニットの劣化度が均等になるように、第1ユニット及び第2ユニットを運転できる。
(9)より好ましくは、系統連系用蓄電システムは、電線において、第1ユニットの電線への接続位置よりも負荷側の位置で、第1ユニットと並列に電線に接続された発電ユニットをさらに含む。これにより、発電ユニットによる発電電力に余剰電力がある場合には、余剰電力を第1ユニット及び第2ユニットで均等に充電できる。したがって、発電ユニットを備える場合にも、例えば、第1ユニット及び第2ユニットの一方の劣化度が他方の劣化度よりも大きくなることを防止できる。
(10)さらに好ましくは、発電ユニットは、第2ユニットの電線への接続位置よりも負荷側の位置で、電線に接続され、制御部は、第2目標値を増大させることにより、発電ユニットの発電電力及び電力系統からの電力により第1ユニットを第2ユニットよりも優先的に充電させ、第2目標値を減少させることにより、発電ユニットの発電電力及び電力系統からの電力により第2ユニットを第1ユニットよりも優先的に充電させる。これにより、第1ユニット及び第2ユニットの充電状態を制御できる。
(11)好ましくは、発電ユニットは、第2ユニットの電線への接続位置よりも負荷側の位置で、第2ユニットと並列に電線に接続される。
(12)より好ましくは、制御部は、第1蓄電池の充放電のサイクル回数及び第2蓄電池の充放電のサイクル回数の差が所定値以上であれば、第2目標値を変更することによって、第1目標値と第2目標値とを相互に異なる値に設定する。
(13)さらに好ましくは、制御部は、第1蓄電池の電池残量及び第2蓄電池の電池残量が均等になるように、第2目標値を変更することによって、第1目標値と第2目標値とを相互に異なる値に設定する。
(14)好ましくは、制御部は、第1ユニットの動作状況及び第2ユニットの動作状況に応じて、第1目標値を変更すること、又は、第1目標値及び第2目標値を変更することによって、第1目標値と第2目標値とを相互に異なる値に設定する。
(15)より好ましくは、制御部は、所定時刻になったこと、所定の時間が経過したこと、又は、外部から指示を受信したことを受けて、第2目標値を変更することによって、第1目標値と第2目標値とを相互に異なる値に設定する。
(16)さらに好ましくは、系統連系用蓄電システムはリモコンをさらに含み、制御部はリモコンに含まれる。
(17)好ましくは、制御部は、第1ユニット又は第2ユニットに含まれる。
(18)本開示の別の局面に係る蓄電ユニットは、第1蓄電池を有し、電力系統から負荷に電力を供給するための電線に他の蓄電ユニットとともに並列に接続され、第1指令値にしたがって第1蓄電池から電線に電力を供給する蓄電ユニットであって、他の蓄電ユニットは、第2蓄電池を有し、蓄電ユニットの電線への接続位置よりも負荷側の位置で、蓄電ユニットと並列に電線に接続され、第2指令値にしたがって第2蓄電池から電線に電力を供給し、蓄電ユニットは、当該蓄電ユニットの電線への接続位置よりも系統側の電線に流れる電流を検出するセンサと、センサの検出値に基づき、電力系統から供給される電力が第1目標値になるように第1指令値を決定する決定部と、蓄電ユニットの動作状況及び他の蓄電ユニットの動作状況に応じて他の蓄電ユニットと共通に用いられる制御部から送信される指示に基づいて、第1目標値を、第2指令値を決定するための第2目標値とは異なる値に変更する変更部とを含む。
(19)本開示のさらに別の局面に係る蓄電ユニットは、第1蓄電池を有し、電力系統から負荷に電力を供給するための電線に他の蓄電ユニットとともに並列に接続され、第1指令値にしたがって第1蓄電池から電線に電力を供給する蓄電ユニットであって、他の蓄電ユニットは、第2蓄電池を有し、蓄電ユニットの電線への接続位置よりも系統側の位置で、蓄電ユニットと並列に電線に接続され、第2指令値にしたがって第2蓄電池から電線に電力を供給し、蓄電ユニットは、他の蓄電ユニットの電線への接続位置よりも負荷側であって、蓄電ユニットより系統側の電線に流れる電流を検出するセンサと、センサの検出値に基づき、電力系統から供給される電力が第1目標値になるように第1指令値を決定する決定部と、蓄電ユニットの動作状況及び他の蓄電ユニットの動作状況に応じて他の蓄電ユニットと共通に用いられる制御部から送信される指示に基づいて、第1目標値を、第2指令値を決定するための第2目標値とは異なる値に変更する変更部とを含む。
[本開示の実施形態の詳細]
以下の実施の形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
以下の実施の形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
(第1の実施形態)
[全体構成]
図2を参照して、本開示の第1の実施形態に係る系統連系用蓄電システム100は、蓄電ユニット102と、増設ユニット104と、リモコン106と、逆潮検出CTセンサ108、110、112及び114とを含む。蓄電ユニット102は、電力系統120の配電線に接続されている。増設ユニット104は、蓄電ユニット102と並列に配電線に接続されている。リモコン106は、通信部107を含む。リモコン106は、通信部107を介して蓄電ユニット102及び増設ユニット104と、有線又は無線により通信する。逆潮検出CTセンサ108、110、112及び114は、配電線に配置されている。蓄電ユニット102及び増設ユニット104はそれぞれ、PCSと蓄電池(リチウムイオン二次電池等)とを備える。蓄電ユニット102及び増設ユニット104はそれぞれ、電力系統120から供給される電力を、PCSを介して交流から直流に変換して内部の蓄電池に蓄える。
[全体構成]
図2を参照して、本開示の第1の実施形態に係る系統連系用蓄電システム100は、蓄電ユニット102と、増設ユニット104と、リモコン106と、逆潮検出CTセンサ108、110、112及び114とを含む。蓄電ユニット102は、電力系統120の配電線に接続されている。増設ユニット104は、蓄電ユニット102と並列に配電線に接続されている。リモコン106は、通信部107を含む。リモコン106は、通信部107を介して蓄電ユニット102及び増設ユニット104と、有線又は無線により通信する。逆潮検出CTセンサ108、110、112及び114は、配電線に配置されている。蓄電ユニット102及び増設ユニット104はそれぞれ、PCSと蓄電池(リチウムイオン二次電池等)とを備える。蓄電ユニット102及び増設ユニット104はそれぞれ、電力系統120から供給される電力を、PCSを介して交流から直流に変換して内部の蓄電池に蓄える。
蓄電ユニット102及び増設ユニット104の各PCSは、制御部(CPU、マイコン等)と記憶部(例えば、書換可能な不揮発性メモリ)と通信部とを備えている。各PCSは、自機の通信部を介してリモコン106の通信部107と通信を行ない、運転/停止等の指示及び種々の設定値(後述する買電力の目標値等)を受信する。各PCSは、受信した設定値を記憶部に記憶し、それを用いてリモコン106からの指示に応じて充放電動作を実行する。
リモコン106は、制御部(CPU、マイコン等)と記憶部(例えば、書換可能な不揮発性メモリ)と通信部とを備えている。リモコン106は、蓄電ユニット102及び増設ユニット104と通信し、受信した情報を適宜記憶部に記憶する。
ここでは、蓄電ユニット102と増設ユニット104とは、同じ構成であり、蓄電池の容量も同じであるとする。即ち、蓄電ユニット102及び増設ユニット104は同じ製品として市場に提供されるものである。蓄電ユニット102及び増設ユニット104のそれぞれの蓄電池に蓄えられた電力は、必要に応じて、PCSにより直流から交流に変換され、家庭等における電気機器である負荷122に供給される。
逆潮検出CTセンサ108~114は、電力系統120側に流れる電流である逆潮流を監視するためのCTセンサである。逆潮検出CTセンサ108~114はそれぞれ設置された位置において配電線に流れる電流(交流)を検出し、対応する情報(電流値等)を蓄電ユニット102及び増設ユニット104に伝送する。即ち、逆潮検出CTセンサ108及び110からの情報は蓄電ユニット102に伝送され、逆潮検出CTセンサ112及び114からの情報は増設ユニット104に伝送される。蓄電ユニット102及び増設ユニット104はいずれも、対応する逆潮検出CTセンサからの情報を用いて電力を算出し、算出した電力が、それぞれに設定されている買電力の目標値と等しくなるように、放電又は充電を行なう。
具体的に示すと、増設ユニット104は、逆潮検出CTセンサ112及び114からの情報を用いて電力を算出する。算出される電力は、逆潮検出CTセンサ112及び114の位置における電力系統120の側(以下、系統側ともいう)から供給され、負荷122で消費されている電力である。増設ユニット104は、算出した電力が、予めリモコン106により増設ユニット104に設定された目標値α2になるように、指令値D2を決定する。即ち、時刻tにおいて、逆潮検出CTセンサ112及び114からの情報から算出した電力をPとして、P=α2+D2となるように、指令値D2(=P-α2)を決定する。増設ユニット104の蓄電池の残容量が十分あれば、増設ユニット104のPCSは指令値D2にしたがって、D2の電力を供給する。これにより、増設ユニット104が配電線に接続された位置(より正確には逆潮検出CTセンサ112及び114の位置)において、系統側から供給される電力Pは目標値α2と等しくなる。
同様に、蓄電ユニット102は、逆潮検出CTセンサ108及び110からの情報を用いて、電力(電力系統120から供給されている電力)を求める。蓄電ユニット102は、算出した電力が、予めリモコン106により蓄電ユニット102に設定された目標値α1になるように、指令値D1を決定する。即ち、時刻tにおいて、逆潮検出CTセンサ108及び110からの情報から求めた電力をP1として、P1=α1+D1 となるように、指令値D1(=P1-α1)を決定する。蓄電ユニット102の蓄電池の残容量が十分あれば、蓄電ユニット102のPCSは指令値D1にしたがって、D1の電力を供給する。これにより、電力系統120から供給される電力P1は目標値α1と等しくなる。蓄電ユニット102が配電線に接続された位置において、負荷122の側(以下、末端側ともいう)には、D1+α1の電力が供給される。
これにより、負荷122に供給すべき電力のうち、電力系統120から目標値α1の電力が供給され、蓄電ユニット102から指令値D1の電力が供給され、増設ユニット104から残りの電力、即ち指令値D2と同じ電力が供給される。負荷122には、α1+D1+D2の電力が供給される。ここで、α1+D1=α2 である。
[制御動作]
上記のように動作する蓄電ユニット102及び増設ユニット104に対して、リモコン106は、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の運転状況に応じて、増設ユニット104の目標値α2を変化させる。目標値α2は制御対象であるので、それを明示するために「制御目標値」ともいう。以下に、図3から図5を参照して、リモコン106、蓄電ユニット102及び増設ユニット104が行なう処理を具体的に説明する。ここでは、蓄電ユニット102及び増設ユニット104はそれぞれ、自己の充放電のサイクル回数(最初に稼働してからの積算値)を内部の記憶部に記憶するとする。
上記のように動作する蓄電ユニット102及び増設ユニット104に対して、リモコン106は、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の運転状況に応じて、増設ユニット104の目標値α2を変化させる。目標値α2は制御対象であるので、それを明示するために「制御目標値」ともいう。以下に、図3から図5を参照して、リモコン106、蓄電ユニット102及び増設ユニット104が行なう処理を具体的に説明する。ここでは、蓄電ユニット102及び増設ユニット104はそれぞれ、自己の充放電のサイクル回数(最初に稼働してからの積算値)を内部の記憶部に記憶するとする。
図3のフローチャートはリモコン106により実行される。具体的には、リモコン106の制御部が、リモコン106内部の記憶部から所定のプログラムを読出して実行する。
ステップ300において、リモコン106は、内部の時計を参照して、所定時刻になったか否かを判定する。所定時刻は、例えば、1日の特定の時刻が1つ設定されていればよい。所定時刻になったと判定された場合、制御はステップ302に移行する。そうでなければ、ステップ300が繰返される。
ステップ302において、リモコン106は、蓄電ユニット102及び増設ユニット104にそれぞれの充放電のサイクル回数の送信を要求する。例えば、リモコン106は、所定の要求コードを蓄電ユニット102及び増設ユニット104に送信する。その後、制御はステップ304に移行する。
ステップ304において、リモコン106は、蓄電ユニット102及び増設ユニット104からサイクル回数を受信したか否かを判定する。受信したと判定された場合、制御はステップ306に移行する。そうでなければ、ステップ304が繰返される。
ステップ306において、リモコン106は、ステップ304で蓄電ユニット102及び増設ユニット104から受信したサイクル回数を比較し、蓄電ユニット102のサイクル回数C1が増設ユニット104のサイクル回数C2よりも大きいか否かを判定する。大きい(C1>C2)と判定された場合、制御はステップ308に移行する。そうでなければ(C1≦C2)、制御はステップ310に移行する。
ステップ308において、リモコン106は、増設ユニット104の制御目標値(目標値α2)を減少させる。具体的には、リモコン106は、増設ユニット104に制御目標値を減少させる指令コード(以下、減少指令コードという)を送信する。その後、制御はステップ312に移行する。後述するように、増設ユニット104は、減少指令コードを受信すると、予め設定された所定値(以下、減算値という)Δ1だけ現在の目標値α2を減少させ、α2-Δ1を新たな目標値α2とする。
ステップ310において、リモコン106は、増設ユニット104の制御目標値(目標値α2)を増大させる。具体的には、リモコン106は、増設ユニット104に制御目標値を増大させる指令コード(以下、増大指令コードという)を送信する。その後、制御はステップ312に移行する。後述するように、増設ユニット104は、増大指令コードを受信すると、予め設定された所定値(以下、増大値という)Δ2だけ現在の目標値α2を増大させ、α2+Δ2を新たな目標値α2とする。
減少値Δ1及び増大値Δ2は任意であり、同じ値であっても、異なる値であってもよい。例えば、Δ1=50(W)、Δ2=100(W)とすることができる。なお、異なるコード(減少指令コード及び増大指令コード)を送信する代わりに、同じ指令コードに増減させる値を付加して増設ユニット104に送信してもよい。例えば、減少させる場合、指令コードに“-50”(50W減少させることを意味する)を付加して送信し、増大させる場合には、同じ指令コードに“100”(100W増大させることを意味する)を付加して送信してもよい。
ステップ312において、リモコン106は、終了の指示を受けたか否かを判定する。終了の指示を受けたと判定された場合、リモコン106は、蓄電ユニット102及び増設ユニット104に対して停止指示を送信し、その後、本プログラムは終了する。そうでなければ、制御はステップ300に戻る。終了の指示は、例えば、ユーザによりリモコン106が操作されたことにより成される。
図4のフローチャートは蓄電ユニット102により実行される。具体的には、蓄電ユニット102の制御部が、蓄電ユニット102内部の記憶部から所定のプログラムを読出して実行する。
ステップ400において、蓄電ユニット102は、リモコン106からサイクル回数を送信する要求(要求コード)を受信したか否かを判定する。受信したと判定された場合、制御はステップ402に移行する。そうでなければ、制御はステップ404に移行する。
ステップ402において、蓄電ユニット102は、記憶部に記憶されているサイクル回数C1を読出し、リモコン106に送信する。
ステップ404において、蓄電ユニット102は、逆潮検出CTセンサ108及び110からの情報から求めた電力が目標値α1になるように指令値D1を決定し、それにしたがって電力を供給する。
ステップ406において、蓄電ユニット102は、終了の指示を受けたか否かを判定する。終了の指示を受けたと判定された場合、本プログラムは終了する。そうでなければ、制御はステップ400に戻る。終了の指示は、例えば、リモコン106から蓄電ユニット102に送信した停止指示を蓄電ユニット102が受信することにより成される。
図5のフローチャートは増設ユニット104により実行される。具体的には、増設ユニット104の制御部が、増設ユニット104内部の記憶部から所定のプログラムを読出して実行する。
図5のフローチャートは、図4のフローチャートにステップ410及び412が追加されたものである。主体が蓄電ユニット102から増設ユニット104に変更され、逆潮検出CTセンサ108及び110の代わりに逆潮検出CTセンサ112及び114が使用される。図5において、図4と同じ番号を付したステップの処理は図4の処理と同じであるので、重複説明を繰返さず、主として異なる点を説明する。
増設ユニット104は、蓄電ユニット102と同様に、要求コードを受信すると、記憶部に記憶されているサイクル回数C2を読出してリモコン106に送信する。その後、ステップ410において、増設ユニット104は、制御目標値の変更指令を受信したか否かを判定する。この変更指令は、リモコン106から送信された減少指令コード、増大指令コード、又は、増減値が付加された指令コードである(図3のステップ308及び310参照)。受信したと判定された場合、制御はステップ412に移行する。そうでなければ、制御はステップ404に移行する。
ステップ412において、増設ユニット104は、ステップ410で受信した指令に応じて、制御目標値(目標値α2)を変化する。具体的には、ステップ410で受信した指令コードが、減少指令コードであれば、予め定められ記憶部に記憶されている減算値Δ1を読出し、現在の目標値α2から減算し、α2-Δ1を新たな目標値α2とする。ステップ410で受信した指令コードが、増大指令コードであれば、予め定められ記憶部に記憶されている増大値Δ2を読出し、現在の目標値α2に加算し、α2+Δ2を新たな目標値α2とする。
なお、ステップ410において、指令コードに増減値βが付加された情報を受信した場合、リモコン106は、付加された増減値βを用いて目標値α2を変更する。例えば、増減値βの正負の符号により増減を表す場合、リモコン106はα2+βを新たな目標値α2とすればよい。
ここでは、逆潮検出CTセンサ112及び114の位置で逆潮流が発生しないように、目標値α2には下限値が設定されており、α2-Δ1の値が下限値未満になる場合には、目標値α2は下限値に維持される。目標値α2の上限値は設定されていても、設定されていなくてもよい。
その後、増設ユニット104は、逆潮検出CTセンサ112及び114からの情報から求めた電力が、現在の目標値α2になるように指令値D2を決定し、それにしたがって電力を供給し、終了の指示を受けるまで上記の処理を繰返す。
以上により、リモコン106は、所定時刻になれば、蓄電ユニット102及び増設ユニット104からそれぞれのサイクル回数を取得し、サイクル回数を比較した結果に応じて、増設ユニット104に対して制御目標値(目標値α2)を増減させる指示を行なうことができる。増設ユニット104は、リモコン106から制御目標値の変更指令を受信すると、それに応じて制御目標値(目標値α2)を変更する。
例えば、既設の蓄電ユニット102に増設ユニット104が追加されたとする。蓄電ユニット102及び増設ユニット104はそれぞれ電力の最大供給量が1000Wである。α1=50(W)、α2=50(W)(下限値50W)に設定されている場合(蓄電ユニット102及び増設ユニット104の蓄電池は十分に充電されているとする)、負荷122の消費電力が1000Wであれば、増設ユニット104から950(=1000-α2)Wが供給され、電力系統120から50Wが供給されるので、蓄電ユニット102は停止状態となる。このように、負荷122の消費電力が、増設ユニット104の負荷追従運転可能な範囲内であれば、増設ユニット104から電力が供給され、蓄電ユニット102は停止状態となる。負荷122の消費電力が、増設ユニット104の負荷追従運転可能な範囲を超えると、蓄電ユニット102は、増設ユニット104が供給できない分の電力を供給する。リモコン106が蓄電ユニット102及び増設ユニット104から取得するサイクル回数は、増設ユニット104が追加された当初においては、既設の蓄電ユニット102のサイクル回数が大きいので、リモコン106は、制御目標値(増設ユニット104の目標値α2)を減算させる指令を送信する(図3のステップ308参照)。これに対して、増設ユニット104は、目標値α2は下限値の50Wであるので、その値を維持する。したがって、主として増設ユニット104から電力が供給され、増設ユニット104のサイクル回数C2の増加数は、蓄電ユニット102のサイクル回数C1の増加数よりも大きく、増設ユニット104のサイクル回数C2は徐々に蓄電ユニット102のサイクル回数C1に近づく。
増設ユニット104のサイクル回数C2が蓄電ユニット102のサイクル回数C1と同程度になるまでには時間を要するが、いずれ増設ユニット104のサイクル回数C2は蓄電ユニット102のサイクル回数C1を超える。そうなれば、リモコン106は、制御目標値(増設ユニット104の目標値α2)を増大させる指令を送信する(図3のステップ310参照)。これにより、増設ユニット104は目標値α2を増大させる。例えば、Δ2=100(W)に設定されていれば、目標値α2=150(W)となる。したがって、上記のように、負荷122の消費電力Pが1000Wの場合、即ち増設ユニット104の負荷追従運転可能な範囲内であっても蓄電ユニット102は停止状態にならず、電力を供給する。目標値α2は150(W)に変更されているので、増設ユニット104から850(=1000-150)Wが供給され、電力系統120から50Wが供給され、蓄電ユニット102は残りの100Wを供給する。これにより、増設ユニット104のサイクル回数の増加数は、それ以前よりも減少するようになる。増設ユニット104のサイクル回数C2が蓄電ユニット102のサイクル回数C1以上である間は、リモコン106からの指令により増設ユニット104の目標値α2は増大する。目標値α2がさらに大きくなると、蓄電ユニット102が主として動作するようになり、再び蓄電ユニット102のサイクル回数C1が増設ユニットのサイクル回数C2よりも大きくなる。これにより、上記したようにリモコン106は制御目標値を減算させる指令を送信し(図3のステップ308参照)、増設ユニット104は目標値α2を減少させる。このようにして、蓄電ユニット102及び増設ユニット104のサイクル回数が均等になるように、リモコン106により制御目標値(目標値α2)が調整される。
また、最初に蓄電ユニット102及び増設ユニット104が同時に設置された場合、初期においては、上記したように、主として増設ユニット104が電力を供給し、比較的短期間に増設ユニット104のサイクル回数C2が蓄電ユニット102のサイクル回数C1以上になる。したがって、リモコン106は、制御目標値を増大させる指令を送信する(図3のステップ310)。これにより、増設ユニット104の目標値α2が増大し、負荷122の電力が増設ユニット104の負荷追従運転可能な範囲内であっても、蓄電ユニット102から電力が供給されるようになり、蓄電ユニット102のサイクル回数C1の増加割合が大きくなる。その後は、既設の蓄電ユニット102に増設ユニット104が追加された場合と同様に、蓄電ユニット102及び増設ユニット104のサイクル回数が均等になるように、リモコン106により制御目標値(目標値α2)が調整される。
図2と同じ構成で実験を行なった。初期状態を図6に示す。図6では、図2の構成を簡略的に示しており、逆潮検出CTセンサは、逆潮検出CTセンサ108及び112のみを示している。蓄電ユニット102の目標値α1及び増設ユニット104の目標値α2を共に50Wに設定し、蓄電ユニット102及び増設ユニット104を満充電した状態で、負荷122の消費電力を約1000Wにした。その結果、図6に矢印で示すように、電力系統120から50Wが供給され、増設ユニット104から950Wが供給された。蓄電ユニット102からは電力が供給されないので、逆潮検出CTセンサ112の位置での電力は電力系統120から供給される50Wになっている。
この状態は、図7に示したグラフの左端に対応する。図7において、横軸は時刻を表し、縦軸は電力を表す。図7のグラフは、蓄電ユニット102の出力電力、増設ユニット104の出力電力、及び負荷122の電力の時間変化を示す。グラフから分かるように、初期状態では、負荷電力が約1000W、増設ユニットの出力電力が約950W、蓄電ユニットの出力電力が0Wとなっている。
その後、所定のタイミング(図7に下向きの矢印で示す)で、増設ユニット104の目標値α2を500Wに増大させた。その結果、図8に矢印で示すように、電力系統120から50Wが供給され、蓄電ユニット102から450Wが供給され、増設ユニット104から500Wが供給されるようになった。逆潮検出CTセンサ112の位置での電力は、電力系統120から供給される50W及び蓄電ユニット102から供給される450Wの合計値500Wになっている。
この状態は、図7に示したグラフの右端に対応する。即ち、負荷122の電力が約1000W、増設ユニット104の出力電力が約500W、蓄電ユニット102の出力電力が約450Wとなっている。図7のグラフから、増設ユニット104の目標値α2を変更すると、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の出力電力は速やかに変化して安定状態になることが分かる。このように、増設ユニット104の目標値α2を変更することにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104からほぼ均等な電力が供給されるようにできる。
(第2の実施形態)
[全体構成]
図9を参照して、本開示の第2の実施形態に係る系統連系用蓄電システム130は、第1の実施形態の構成に加えて、発電システムを備えている。即ち、系統連系用蓄電システム130は、図2に示した系統連系用蓄電システム100の構成に加えて、電力系統120に接続された太陽光発電パネル132及びPCS134を備えている。本実施形態は、蓄電ユニット102及び増設ユニット104が均等に充放電を行なうようにするためのものである。
[全体構成]
図9を参照して、本開示の第2の実施形態に係る系統連系用蓄電システム130は、第1の実施形態の構成に加えて、発電システムを備えている。即ち、系統連系用蓄電システム130は、図2に示した系統連系用蓄電システム100の構成に加えて、電力系統120に接続された太陽光発電パネル132及びPCS134を備えている。本実施形態は、蓄電ユニット102及び増設ユニット104が均等に充放電を行なうようにするためのものである。
[制御動作]
図10から図12を参照して、リモコン106、蓄電ユニット102及び増設ユニット104が行なう処理を具体的に説明する。図10のフローチャートはリモコン106により実行される。具体的には、リモコン106の制御部が、リモコン106内部の記憶部から所定のプログラムを読出して実行する。
図10から図12を参照して、リモコン106、蓄電ユニット102及び増設ユニット104が行なう処理を具体的に説明する。図10のフローチャートはリモコン106により実行される。具体的には、リモコン106の制御部が、リモコン106内部の記憶部から所定のプログラムを読出して実行する。
ステップ500において、リモコン106は、内部の時計を参照して、所定時刻になったか否かを判定する。所定時刻は、太陽光発電パネル132による発電が行なわれる時間帯、頻度等を考慮して、例えば、日中の時間帯で30分毎、1時間毎等の時刻が適宜設定されていればよい。所定時刻になったと判定された場合、制御はステップ502に移行する。そうでなければ、ステップ500が繰返される。
ステップ502において、リモコン106は、蓄電ユニット102及び増設ユニット104にそれぞれの指令値の送信を要求する。例えば、リモコン106は、所定の要求コードを蓄電ユニット102及び増設ユニット104に送信する。その後、制御はステップ504に移行する。
ステップ504において、リモコン106は、蓄電ユニット102及び増設ユニット104から指令値を受信したか否かを判定する。受信したと判定された場合、制御はステップ506に移行する。そうでなければ、ステップ504が繰返される。
ステップ506において、リモコン106は、ステップ504で蓄電ユニット102及び増設ユニット104から受信した指令値を比較し、蓄電ユニット102の指令値D1が増設ユニット104の指令値D2よりも大きいか否かを判定する。大きい(D1>D2)と判定された場合、制御はステップ508に移行する。そうでなければ(D1≦D2)、制御はステップ510に移行する。
ステップ508において、リモコン106は、制御目標値(増設ユニット104の目標値α2)を減少させる。具体的には、リモコン106は、図3のステップ308と同様に、増設ユニット104に目標値α2を減少させる指令コード(減少指令コード)を送信する。その後、制御はステップ512に移行する。増設ユニット104は、減少指令コードを受信すると、予め設定された減算値Δ1だけ現在の目標値α2を減少させ、α2-Δ1を新たな目標値α2とする。
ステップ510において、リモコン106は、制御目標値を増大させる。具体的には、リモコン106は、図3のステップ310と同様に、増設ユニット104に目標値α2を増大させる指令コード(増大指令コード)を送信する。増設ユニット104は、増大指令コードを受信すると、予め設定された増大値Δ2だけ現在の目標値α2を増大させ、α2+Δ2を新たな目標値α2とする。
第1の実施形態と同様に、減少値Δ1及び増大値Δ2は任意であり、同じ値であっても、異なる値であってもよい。また、異なるコード(減少指令コード及び増大指令コード)を送信する代わりに、同じ指令コードに増減させる値を付加して増設ユニット104に送信してもよい。
ステップ512において、リモコン106は、終了の指示を受けたか否かを判定する。終了の指示を受けたと判定された場合、リモコン106は、蓄電ユニット102及び増設ユニット104に対して停止指示を送信し、その後、本プログラムは終了する。そうでなければ、制御はステップ500に戻る。終了の指示は、例えば、ユーザによりリモコン106が操作されたことにより成される。
図11のフローチャートは蓄電ユニット102により実行される。具体的には、蓄電ユニット102の制御部が、蓄電ユニット102内部の記憶部から所定のプログラムを読出して実行する。図11のフローチャートは、図4のフローチャートのステップ400及び402がそれぞれステップ420及び422で置き換えられたものである。図11において、図4と同じ番号を付したステップの処理は、図4の処理と同じである。したがって、重複説明を繰返さず、主として異なる点を説明する。
ステップ420において、蓄電ユニット102は、リモコン106から指令値を送信する要求(指令値要求コード)を受信したか否かを判定する。受信したと判定された場合、制御はステップ422に移行する。そうでなければ、制御はステップ404に移行する。
ステップ422において、蓄電ユニット102は、現在の指令値D1をリモコン106に送信する。
その後、蓄電ユニット102は、逆潮検出CTセンサ108及び110からの情報から求めた電力が目標値α1になるように指令値D1を決定し、それにしたがって電力を供給し、終了の指示を受けるまで上記の処理を繰返す。
図12のフローチャートは増設ユニット104により実行される。具体的には、増設ユニット104の制御部が、増設ユニット104内部の記憶部から所定のプログラムを読出して実行する。図12のフローチャートは、図5のフローチャートのステップ400及び402がそれぞれステップ420及び422に置き換えられたものである。図12において、図5と同じ番号を付したステップの処理は、図5の処理と同じである。また、図12のステップ420及び422は、主体が蓄電ユニット102から増設ユニット104に変更され、逆潮検出CTセンサ108及び110の代わりに逆潮検出CTセンサ112及び114が使用されるだけで、図11のステップ420及び422と同じである。したがって、重複説明を繰返さず、主として異なる点を説明する。
増設ユニット104は、指令値要求コードを受信すると、現在の指令値D2をリモコン106に送信する。続いて、増設ユニット104は、制御目標値の変更指令を受信すれば、指令にしたがって現在の目標値α2を変更する。続いて、増設ユニット104は、逆潮検出CTセンサ112及び114からの情報から求めた電力が、現在の目標値α2になるように指令値D2を決定し、それにしたがって電力を供給する。その後、終了の指示を受けるまで上記の処理を繰返す。なお、第1の実施形態とは異なり、目標値α2に下限値は設定されておらず、初期値よりも小さい値(負の値を含む)となり得る。
以上により、リモコン106は、所定時刻になれば、蓄電ユニット102及び増設ユニット104からそれぞれの指令値を取得し、指令値を比較した結果に応じて、増設ユニット104に対して制御目標値(目標値α2)を増減させる指示を行なうことができる。増設ユニット104は、リモコン106から制御目標値の変更指令を受信すると、それに応じて制御目標値(目標値α2)を変更する。
図9においては、負荷122の消費電力をP0、太陽光発電パネル132の発電によりPCS134から供給される電力をPsとすると、式1及び式2が成り立つ。
α1+Ps+D1+D2=P0・・・・(式1)
α1+Ps+D1=α2・・・・・・・(式2)
即ち、負荷122への電力の供給源は、電力系統120、蓄電ユニット102、増設ユニット104及びPCS134である。また、電力系統120から供給される電力は、蓄電ユニット102の制御により目標値α1に等しくなっており、増設ユニット104の系統側から供給される電力は、増設ユニット104の制御により目標値α2に等しくなっている。蓄電ユニット102及び増設ユニット104は充放電するので、指令値D1及びD2が正の値であれば放電中、負の値であれば充電中を意味する。
α1+Ps+D1+D2=P0・・・・(式1)
α1+Ps+D1=α2・・・・・・・(式2)
即ち、負荷122への電力の供給源は、電力系統120、蓄電ユニット102、増設ユニット104及びPCS134である。また、電力系統120から供給される電力は、蓄電ユニット102の制御により目標値α1に等しくなっており、増設ユニット104の系統側から供給される電力は、増設ユニット104の制御により目標値α2に等しくなっている。蓄電ユニット102及び増設ユニット104は充放電するので、指令値D1及びD2が正の値であれば放電中、負の値であれば充電中を意味する。
蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電状態が等しくなるための条件は、D1=D2である。この条件(D1=D2)と上記の式1及び式2とを考慮して、指令値D1及びD2を含まない式で目標値α2を表すと、α2=(P0+Ps+α1)/2 となる。即ち、目標値α2をこの値に設定すれば、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電状態が等しくなる(D1=D2)。
例えば、初期においてα1=α2=50(W)と設定されているとし、P0=500(W)であり、Ps=0(発電停止中)であるとする。その場合、目標値α2が初期値のままであれば、負荷122には、増設ユニット104からの電力450W(D2=450)と電力系統120からの電力50Wが供給され、蓄電ユニット102は停止状態である(D1=0)。即ち、指令値はD1<D2である。この場合、目標値α2をα2=(500+50)/2=275(W)に変更すれば、蓄電ユニット102及び増設ユニット104から同じ電力が負荷122に供給される。即ち、負荷122には、増設ユニット104の系統側から275Wが供給されるので、増設ユニット104から225Wが供給され(D2=225)、合計500Wが供給される。増設ユニット104の系統側から供給される電力275Wのうち、電力系統120から50Wが供給され、蓄電ユニット102から残りの225Wが供給される(D1=225)。
一方、P0=500(W)であり、Ps=1000(W)(発電中)である場合、目標値α2が初期値のままであれば、増設ユニット104は、系統側から50Wが供給されるように、負荷122に対して450Wの電力を供給する(D2=450)。太陽光発電パネル132による発電電力1000W及び電力系統120から供給される電力50Wの合計1050Wのうち、末端側に供給される50W(α2=50)を除いた残りは、蓄電ユニット102に充電されることになる(D1=-1000)。即ち、指令値はD1<D2である。この場合、目標値α2をα2=(500+1000+50)/2=775(W)とすれば、太陽光発電パネル132の発電電力のうち、負荷122に供給される以外の余剰電力550Wは、蓄電ユニット102及び増設ユニット104に均等に充電される。即ち、増設ユニット104は、系統側から775Wが供給されるので、負荷122で消費される電力500Wを除いた残りの余剰電力275Wを充電する(D2=-275)。太陽光発電パネル132の発電電力(1000W)にはまだ余剰電力(電力系統120から50Wの電力が供給されるので、1000-775+50=275(W))があるので、それは蓄電ユニット102に充電される(D1=-275)。よって、蓄電ユニット102及び増設ユニット104には、それぞれ275Wが充電される。
このように、負荷122の消費電力P0及び太陽光発電パネル132の発電電力Psはリモコン106には不明であり、変動する。しかし、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電電力が等しくなる方向に近づけるには、太陽光発電パネル132の発電の有無にかかわらず、増設ユニット104の目標値α2を初期値から増大させる必要がある。初期状態(D1<D2)から、制御目標値(目標値α2)を増大させると、D1及びD2の値は、両者の差が小さくなるように変化する。したがって、D1≦D2である間は、制御目標値を増大させる(ステップ510参照)。そして、制御目標値が大きくなり、D1>D2となれば、制御目標値を減少させる(ステップ508参照)。これにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電電力が等しくなるようにできる。
[効果]
同じ製品である蓄電ユニット102及び増設ユニット104を2台並列に接続した構成の系統連系用蓄電システム100において、蓄電ユニット102及び増設ユニット104のサイクル回数に応じて、蓄電ユニット102よりも末端側に接続された増設ユニット104に対して、その目標値α2(制御目標値)を変更する指令を送信する。これにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の供給電力を調整でき、蓄電ユニット102及び増設ユニット104のサイクル回数を均等にし、蓄電池の劣化度を均等にできる。
同じ製品である蓄電ユニット102及び増設ユニット104を2台並列に接続した構成の系統連系用蓄電システム100において、蓄電ユニット102及び増設ユニット104のサイクル回数に応じて、蓄電ユニット102よりも末端側に接続された増設ユニット104に対して、その目標値α2(制御目標値)を変更する指令を送信する。これにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の供給電力を調整でき、蓄電ユニット102及び増設ユニット104のサイクル回数を均等にし、蓄電池の劣化度を均等にできる。
したがって、蓄電ユニット102及び増設ユニット104が同時に設置された場合に、増設ユニット104の蓄電池が蓄電ユニット102の蓄電池よりも早く劣化してしまう問題を回避できる。また、既設の蓄電ユニット102に増設ユニット104が追加された場合、当初においては、主として増設ユニット104から電力を供給する。その後、増設ユニット104のサイクル回数が増加し蓄電ユニット102のサイクル回数を超えて、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の劣化度が均等になった後には、蓄電ユニット102及び増設ユニット104から均等に電力を供給できる。したがって、この場合にも、一方の蓄電池が他方の蓄電池よりも早く劣化してしまう問題を回避できる。
また、太陽光発電パネル132を備えた系統連系用蓄電システム130においては、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の指令値に応じて、蓄電ユニット102よりも末端側に接続された増設ユニット104に対して、その目標値α2を変更する指令を送信する。これにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電電力を均等にできる。その結果、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の蓄電池の劣化度を均等にできる。
(変形例)
図2を参照して上記した蓄電ユニット102及び増設ユニット104の配電線への接続は一例であり、これに限定されない。例えば、既設の蓄電ユニット102に対して、増設ユニット104を追加する場合、負荷122から蓄電ユニット102よりも遠い位置で配電線に接続されてもよい。図9及び後述する図13に示した構成においても同様である。
図2を参照して上記した蓄電ユニット102及び増設ユニット104の配電線への接続は一例であり、これに限定されない。例えば、既設の蓄電ユニット102に対して、増設ユニット104を追加する場合、負荷122から蓄電ユニット102よりも遠い位置で配電線に接続されてもよい。図9及び後述する図13に示した構成においても同様である。
上記では、リモコン106が所定の時刻になれば制御目標値を変更する処理を開始する場合(図3のステップ300参照)を説明したが、これに限定されない。リモコン106は、予め設定された所定の時間間隔で制御目標値を変更する処理を開始してもよい。また、リモコン106は、外部からのトリガを受けて、制御目標値を変更する処理を開始してもよい。例えば、ユーザがリモコン106を操作して、制御目標値の変更を指示してもよい。また、制御目標値を変更する処理を連続的に実行してもよい。即ち、図3及び図10のフローチャートにおいて、それぞれステップ300及びステップ500を削除してもよい。
上記では、第1の実施形態に関して、蓄電ユニット102及び増設ユニット104のサイクル回数の比較結果により、増設ユニット104の目標値α2を変更する場合を説明したが、これに限定されない。蓄電ユニット102及び増設ユニット104のサイクル回数の差が所定値よりも大きい場合に、増設ユニット104の目標値を変更するようにしてもよい。
また、上記では、第2の実施形態に関して、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の指令値の比較結果により、増設ユニット104の目標値α2を変更する場合を説明したが、これに限定されない。蓄電ユニット102及び増設ユニット104の指令値の差が所定値よりも大きい場合に、増設ユニット104の目標値を変更するようにしてもよい。
上記では、第1の実施形態において、蓄電ユニット102及び増設ユニット104のサイクル回数を比較する場合を説明したが、これに限定されない。蓄電ユニット102及び増設ユニット104の動作状況を均等にできればよく。例えば、第1の実施形態において、第2の実施形態と同様に、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電電力が均等になるように、制御目標値(目標値α2)を調整してもよい。また、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の電池残量が均等になるように、制御目標値(目標値α2)を調整してもよい。これにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の動作状況を均等にし、蓄電池の劣化度を均等にできる。
また、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の使用履歴又は劣化度が均等になるように、制御目標値(目標値α2)を調整してもよい。使用履歴は、例えばサイクル回数である。なお、上記したようにサイクル回数は劣化度の評価にも使用される。また、劣化度は、蓄電池の満充電状態から完全に放電させたときの放電容量(kWh)で評価してもよい。満充電状態からの放電容量は、蓄電池が使用される時間につれて低下するので、初期の放電容量からの低下率を、劣化度とすることができる。満充電状態からの放電容量を使用することにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の動作状況を均等にし、蓄電池の劣化度を均等にできる。
[第2の実施形態の第1変形例]
第2の実施形態に関しては、図9に示したように、蓄電ユニット102と増設ユニット104との間に発電システムが接続される場合を説明したが、発電システムの接続位置はこれに限定されない。例えば、図13に示したように、増設ユニット104よりも末端側に発電システム(太陽光発電パネル132及びPCS134)が接続されることが考えられる。この場合にも、増設ユニット104の目標値α2を調整することにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電電力を均等にできる。リモコン106、蓄電ユニット102及び増設ユニット104が行なう処理は、それぞれ図10、図11及び図12と同じであればよい。
第2の実施形態に関しては、図9に示したように、蓄電ユニット102と増設ユニット104との間に発電システムが接続される場合を説明したが、発電システムの接続位置はこれに限定されない。例えば、図13に示したように、増設ユニット104よりも末端側に発電システム(太陽光発電パネル132及びPCS134)が接続されることが考えられる。この場合にも、増設ユニット104の目標値α2を調整することにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電電力を均等にできる。リモコン106、蓄電ユニット102及び増設ユニット104が行なう処理は、それぞれ図10、図11及び図12と同じであればよい。
図13においては、図9と同様に、負荷122の消費電力をP0とし、太陽光発電パネル132の発電によりPCS134から供給される電力をPsとする。電力の供給源は電力系統120、蓄電ユニット102、増設ユニット104及びPCS134であるので、式1が成り立つ。
α1+Ps+D1+D2=P0・・・・(式1)
一方、逆潮検出CTセンサ112及び114での電力(目標値α2)に関しては、図9の場合の式2とは異なり、式3が成り立つ。
α1+D1=α2・・・・(式3)
D1及びD2は、正の値であれば放電中、負の値であれば充電中を意味する。
α1+Ps+D1+D2=P0・・・・(式1)
一方、逆潮検出CTセンサ112及び114での電力(目標値α2)に関しては、図9の場合の式2とは異なり、式3が成り立つ。
α1+D1=α2・・・・(式3)
D1及びD2は、正の値であれば放電中、負の値であれば充電中を意味する。
蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電状態が等しくなるための条件は、D1=D2であり、この条件と上記の式1及び式3とを考慮して、指令値D1及びD2を含まない式で目標値α2を表すと、α2=(P0-Ps+α1)/2 となる。即ち、目標値α2をこの値に設定すれば、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電電力が等しくなる。
例えば、初期においてα1=α2=50(W)と設定されているとし、P0=500(W)であり、Ps=0(発電停止中)であるとする。その場合、目標値α2が初期値のままであれば、負荷122には、増設ユニット104からの電力450W(D2=450)と電力系統120からの電力50Wが供給され、蓄電ユニット102は停止状態である(D1=0)。即ち、指令値はD1<D2である。この場合、目標値α2をα2=(500+50)/2=275(W)にすれば、蓄電ユニット102及び増設ユニット104から同じ電力が負荷122に供給される。負荷122には、増設ユニット104から275Wが供給され(D2=275)、電力系統120から50Wが供給され、増設ユニット104から残りの275Wが供給される(D1=275)。
一方、発電中に関しては、例えば、P0=500(W)であり、Ps=1000(W)の場合、目標値α2が初期値のままであれば、増設ユニット104は、系統側から50Wが供給されるように、増設ユニット104は、太陽光発電パネル132の発電電力のうち、負荷122に供給される以外の余剰電力550Wを充電する(D2=-550)。したがって、蓄電ユニット102は停止状態となる(D1=0)。即ち、指令値はD1>D2である。この場合、初期の目標値α2をα2=(500-1000+50)/2=-225(W)にすれば、太陽光発電パネル132の発電電力のうち、負荷122に供給される以外の余剰電力550Wは、蓄電ユニット102及び増設ユニット104に均等に充電される。即ち、太陽光発電パネル132の発電電力1000Wのうち、系統側に225Wが供給(系統側から-225Wが供給)され、負荷122に500Wが供給され、残りの275Wは増設ユニット104に供給されて充電される(D2=-275)。そして、蓄電ユニット102は、太陽光発電パネル132の発電電力(1000W)のうちの225W(末端側から供給)と、電力系統120から供給される電力50Wとの合計275Wを充電する(D1=-275)。
このように、負荷122の消費電力P0及び太陽光発電パネル132の発電電力Psはリモコン106には不明であり、変動する。しかし、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電状態が等しくなる方向に近づけるには、発電停止中であれば、増設ユニット104の目標値α2を初期値から増大させる必要がある。初期状態(D1<D2)から、制御目標値(目標値α2)を増大させると、D1及びD2の値は、両者の差が小さくなるように変化する。したがって、D1≦D2である間は、制御目標値を増大させる(図10のステップ510参照)。そして、制御目標値が大きくなり、D1>D2となれば、制御目標値を減少させる(図10のステップ508参照)。これにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電状態が等しくなる方向に近づけることができる。
一方、発電中であれば、逆潮流が発生しないように、増設ユニット104の目標値α2を初期値から減少させる。したがって、D1>D2である間は、制御目標値を減少させる(図10のステップ508参照)。初期状態(D1>D2)から、制御目標値(目標値α2)を減少させると、D1及びD2の値は、両者の差が小さくなるように変化する。そして、制御目標値が小さくなり、D1≦D2となれば、制御目標値を増大させる(図10のステップ510参照)。
即ち、図10のステップ506からステップ510に示されているように、発電の有無にかかわらず(発電の有無により、設定値D1及びD2の初期の大小関係は異なるが)、D1≦D2であれば、制御目標値(目標値α2)を増大させればよい(ステップ510)。D1>D2であれば、制御目標値(目標値α2)を減少させればよい(ステップ508)。
なお、上記の制御目標値(目標値α2)の調整により、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充電状態が変化する。目標値α2を調整することにより、太陽光発電パネル132の余剰電力及び電力系統120から供給される電力により、蓄電ユニット102及び増設ユニット104のいずれか一方を優先的に充電できる。目標値α2を増大させることにより、増設ユニット104を蓄電ユニット102よりも優先的に充電できる。目標値α2を減少させることにより、蓄電ユニット102を増設ユニット104よりも優先的に充電できる。例えば、上記したように、P0=500(W)であり、Ps=1000(W)の場合、α2=50(W)であれば、太陽光発電パネル132の余剰電力550Wにより、増設ユニット104が蓄電ユニット102よりも優先的に充電される。目標値α2を減少(α2=50(W)からα2=-225(W)に減少)させることにより、太陽光発電パネル132の余剰電力550Wにより、増設ユニット104だけでなく蓄電ユニット102を充電できるようになる。また、上記の式1及び式3から、D2=P0-Ps-α2、D1=α2-α1 が得られる。これらの式から、D2が負の場合(増設ユニット104が充電中の場合)、α2を増大させることにより、D2はより小さくなり、D1はより大きくなる。したがって、増設ユニット104を蓄電ユニット102よりも優先的に充電できる。一方、α2を減少させることにより、D1<0となり、D2(負の値)はより大きくなる(0に近づく)。したがって、蓄電ユニット102を増設ユニット104よりも優先的に充電できる。
[第2の実施形態の第2変形例]
第2の実施形態に関しては、図9に示したように、逆潮検出CTセンサ112及び114を、発電システム(太陽光発電パネル132及びPCS134)と増設ユニット104との間の配電線に設ける場合を説明したが、これに限定されない。例えば、図14に示すように、蓄電ユニット102と発電システムとの間に逆潮検出CTセンサ112及び114を設けることが考えられる。この場合にも、増設ユニット104の目標値α2を調整することにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電電力を均等にできる。リモコン106、蓄電ユニット102及び増設ユニット104が行なう処理は、それぞれ図10、図11及び図12と同じであればよい。
第2の実施形態に関しては、図9に示したように、逆潮検出CTセンサ112及び114を、発電システム(太陽光発電パネル132及びPCS134)と増設ユニット104との間の配電線に設ける場合を説明したが、これに限定されない。例えば、図14に示すように、蓄電ユニット102と発電システムとの間に逆潮検出CTセンサ112及び114を設けることが考えられる。この場合にも、増設ユニット104の目標値α2を調整することにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電電力を均等にできる。リモコン106、蓄電ユニット102及び増設ユニット104が行なう処理は、それぞれ図10、図11及び図12と同じであればよい。
図14においては、図9と同様に、負荷122の消費電力をP0とし、太陽光発電パネル132の発電によりPCS134から供給される電力をPsとする。電力の供給源は電力系統120、蓄電ユニット102、増設ユニット104及びPCS134であるので、式1が成り立つ。
α1+Ps+D1+D2=P0・・・・(式1)
一方、逆潮検出CTセンサ112及び114での電力(目標値α2)に関しては、図9の場合の式2とは異なり、第2の実施形態の第1変形例(図13)と同様に、式3が成り立つ。
α1+D1=α2・・・・(式3)
D1及びD2は、正の値であれば放電中、負の値であれば充電中を意味する。
α1+Ps+D1+D2=P0・・・・(式1)
一方、逆潮検出CTセンサ112及び114での電力(目標値α2)に関しては、図9の場合の式2とは異なり、第2の実施形態の第1変形例(図13)と同様に、式3が成り立つ。
α1+D1=α2・・・・(式3)
D1及びD2は、正の値であれば放電中、負の値であれば充電中を意味する。
蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電状態が等しくなるための条件は、D1=D2であり、この条件と上記の式1及び式3とを考慮して、指令値D1及びD2を含まない式で目標値α2を表すと、第2の実施形態の第1変形例と同様に、α2=(P0-Ps+α1)/2 となる。即ち、目標値α2をこの値に設定すれば、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電電力が等しくなる。
したがって、第2の実施形態の第1変形例に関して具体的に説明したように、Ps=0(発電停止中)又はPs>0(発電中)に応じて、蓄電ユニット102及び増設ユニット104を制御できる。即ち、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電状態が等しくなる方向に近づけるには、発電停止中であれば、増設ユニット104の目標値α2を初期値から増大させる。初期状態(D1<D2)から、制御目標値(目標値α2)を増大させると、D1及びD2の値は、両者の差が小さくなるように変化する。したがって、D1≦D2である間は、制御目標値を増大させる(図10のステップ510参照)。そして、制御目標値が大きくなり、D1>D2となれば、制御目標値を減少させる(図10のステップ508参照)。これにより、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の充放電状態が等しくなる方向に近づけることができる。
一方、発電中であれば、逆潮流が発生しないように、増設ユニット104の目標値α2を初期値から減少させる。したがって、D1>D2である間は、制御目標値を減少させる(図10のステップ508参照)。初期状態(D1>D2)から、制御目標値(目標値α2)を減少させると、D1及びD2の値は、両者の差が小さくなるように変化する。そして、制御目標値が小さくなり、D1≦D2となれば、制御目標値を増大させる(図10のステップ510参照)。
即ち、図10のステップ506からステップ510に示されているように、発電の有無にかかわらず(発電の有無により、設定値D1及びD2の初期の大小関係は異なるが)、D1≦D2であれば、制御目標値(目標値α2)を増大させればよい(ステップ510)。D1>D2であれば、制御目標値(目標値α2)を減少させればよい(ステップ508)。なお、本変形例においても、第2の実施形態の第1変形例と同様に目標値α2を調整することにより、太陽光発電パネル132の余剰電力及び電力系統120から供給される電力により蓄電ユニット102及び増設ユニット104のいずれか一方を優先的に充電できる。
上記では、リモコン106が主体となって、蓄電ユニット102及び増設ユニット104のサイクル回数又は指令値を比較し、比較結果に応じて増設ユニット104の目標値α2を変更する場合を説明したが、これに限定されない。蓄電ユニット102及び増設ユニット104の少なくとも一方が主体となって同様の制御を行なってもよい。その場合、例えば、図15に示すように系統連系用蓄電システムを構成できる。図15は、図2においてリモコン106を削除し、蓄電ユニット102のPCS及び増設ユニット104のPCSを相互に通信可能に接続する通信経路140を設けたものである。通信経路140は、有線通信によるものであっても無線通信によるものであってもよい。蓄電ユニット102のPCS及び増設ユニット104のPCSの少なくとも一方が、リモコン106の機能を担う。即ち、蓄電ユニット102がリモコンを含む場合、蓄電ユニット104がリモコンを含む場合、又は、蓄電ユニット102及び増設ユニット104の各々がリモコンを含む場合が考えられる。
上記では、蓄電ユニット102の目標値α1を初期値に固定し、増設ユニット104の目標値α2を変更する場合を説明したが、これに限定されない。増設ユニット104の目標値α2を初期値に固定し、蓄電ユニット102の目標値α1を変更してもよい。また、蓄電ユニット102の目標値α1及び増設ユニット104の目標値α2の両者を変更してもよい。例えば、蓄電ユニット102及び増設ユニット104のうち、より劣化しているユニットの目標値を変更してもよい。
また、蓄電ユニット102及び増設ユニット104を新規に設置するとき、又は、既設の蓄電ユニット102に増設ユニット104を追加して設置するときに、それぞれのユニットの目標値を初期値から変更してもよい。
以上、実施の形態を説明することにより本発明を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本発明は上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。
100、130、150 系統連系用蓄電システム
102、900 蓄電ユニット
104 増設ユニット
106、904 リモコン
107 通信部
108、110、112、114、906、908 逆潮検出CTセンサ
120、920 電力系統
122、922 負荷
132 太陽光発電パネル
134 PCS
140 通信経路
300、302、304、306、308、310、312、400、402、404、406、410、412、420、422、500、502、504、506、508、510、512 ステップ
P、P0、P1、P2、Ps 電力
D1、D2 指令値
α1、α2 目標値
102、900 蓄電ユニット
104 増設ユニット
106、904 リモコン
107 通信部
108、110、112、114、906、908 逆潮検出CTセンサ
120、920 電力系統
122、922 負荷
132 太陽光発電パネル
134 PCS
140 通信経路
300、302、304、306、308、310、312、400、402、404、406、410、412、420、422、500、502、504、506、508、510、512 ステップ
P、P0、P1、P2、Ps 電力
D1、D2 指令値
α1、α2 目標値
Claims (12)
- 第1蓄電池を有し、電力系統から負荷に電力を供給するための電線に接続され、第1指令値にしたがって前記第1蓄電池から前記電線に電力を供給する第1ユニットと、
第2蓄電池を有し、前記電線における前記第1ユニットの前記電線への接続位置よりも負荷側の位置で、前記第1ユニットと並列に前記電線に接続され、第2指令値にしたがって前記第2蓄電池から前記電線に電力を供給する第2ユニットと、
前記第1ユニットの前記電線への前記接続位置よりも系統側の前記電線に流れる電流を検出する第1センサと、
前記第1ユニットの前記電線への前記接続位置よりも負荷側であって、前記第2ユニットよりも系統側の前記電線に流れる電流を検出する第2センサと、
制御部とを含み、
前記第1ユニットは、前記第1センサの検出値に基づき、前記電力系統から供給される電力が第1目標値になるように前記第1指令値を決定し、
前記第2ユニットは、前記第2センサの検出値に基づき、前記第2センサの位置で前記電力系統及び前記第1ユニットから供給される電力が第2目標値になるように前記第2指令値を決定し、
前記制御部は、前記第1ユニットの動作状況及び前記第2ユニットの動作状況に応じて前記第1目標値と前記第2目標値とを相互に異なる値に設定する、系統連系用蓄電システム。 - 前記制御部は、前記系統連系用蓄電システムから前記電力系統に電流が流れる逆潮流が発生しないように、前記第1目標値及び前記第2目標値を設定する、請求項1に記載の系統連系用蓄電システム。
- 前記制御部は、前記第1ユニットに含まれる、前記第2ユニットに含まれる、又は、前記第1ユニット及び前記第2ユニットのいずれにも含まれず、
前記制御部は、
前記第1ユニットに含まれる場合には、前記第2ユニットと有線又は無線で互いに通信する通信部を含み、
前記第2ユニットに含まれる場合には、前記第1ユニットと有線又は無線で互いに通信する通信部を含み、
前記第1ユニット及び前記第2ユニットのいずれにも含まれない場合には、前記第1ユニット及び前記第2ユニットの各々と有線又は無線で互いに通信する通信部を含む、請求項1又は請求項2に記載の系統連系用蓄電システム。 - 前記制御部は、前記第1ユニットの動作状況及び前記第2ユニットの動作状況に応じて前記第2目標値を変更することによって、前記第1目標値と前記第2目標値とを相互に異なる値に設定する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の系統連系用蓄電システム。
- 前記制御部は、前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池の使用履歴又は劣化度の差を算出し、前記第2目標値を前記差がゼロに近づく方向に変更する、請求項4に記載の系統連系用蓄電システム。
- 前記制御部は、前記第2蓄電池の充放電のサイクル回数が前記第1蓄電池の充放電のサイクル回数以上であれば、前記第2目標値を増大させる、請求項5に記載の系統連系用蓄電システム。
- 前記制御部は、前記第1蓄電池の充放電電力及び前記第2蓄電池の充放電電力が均等になるように、前記第2目標値を変更する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の系統連系用蓄電システム。
- 前記制御部は、前記第2蓄電池の充放電電力が前記第1蓄電池の充放電電力以上であれば、前記第2目標値を増大させる、請求項7に記載の系統連系用蓄電システム。
- 前記電線において、前記第1ユニットの前記電線への接続位置よりも負荷側の位置で、前記第1ユニットと並列に前記電線に接続された発電ユニットをさらに含む、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の系統連系用蓄電システム。
- 前記発電ユニットは、前記第2ユニットの前記電線への接続位置よりも負荷側の位置で、前記電線に接続され、
前記制御部は、
前記第2目標値を減少させることにより、前記発電ユニットの発電電力及び前記電力系統からの電力により前記第1ユニットを前記第2ユニットよりも優先的に充電させ、
前記第2目標値を増大させることにより、前記発電ユニットの発電電力及び前記電力系統からの電力により前記第2ユニットを前記第1ユニットよりも優先的に充電させる、請求項9に記載の系統連携用蓄電システム。 - 第1蓄電池を有し、電力系統から負荷に電力を供給するための電線に他の蓄電ユニットとともに並列に接続され、第1指令値にしたがって前記第1蓄電池から前記電線に電力を供給する蓄電ユニットであって、
前記他の蓄電ユニットは、第2蓄電池を有し、前記蓄電ユニットの前記電線への接続位置よりも負荷側の位置で、前記蓄電ユニットと並列に前記電線に接続され、第2指令値にしたがって前記第2蓄電池から前記電線に電力を供給し、
前記蓄電ユニットは、
当該蓄電ユニットの前記電線への前記接続位置よりも系統側の前記電線に流れる電流を検出するセンサと、
前記センサの検出値に基づき、前記電力系統から供給される電力が第1目標値になるように前記第1指令値を決定する決定部と、
前記蓄電ユニットの動作状況及び前記他の蓄電ユニットの動作状況に応じて前記他の蓄電ユニットと共通に用いられる制御部から送信される指示に基づいて、前記第1目標値を、前記第2指令値を決定するための第2目標値とは異なる値に変更する変更部とを含む、蓄電ユニット。 - 第1蓄電池を有し、電力系統から負荷に電力を供給するための電線に他の蓄電ユニットとともに並列に接続され、第1指令値にしたがって前記第1蓄電池から前記電線に電力を供給する蓄電ユニットであって、
前記他の蓄電ユニットは、第2蓄電池を有し、前記蓄電ユニットの前記電線への接続位置よりも系統側の位置で、前記蓄電ユニットと並列に前記電線に接続され、第2指令値にしたがって前記第2蓄電池から前記電線に電力を供給し、
前記蓄電ユニットは、
前記他の蓄電ユニットの前記電線への前記接続位置よりも負荷側であって、前記蓄電ユニットより系統側の前記電線に流れる電流を検出するセンサと、
前記センサの検出値に基づき、前記電力系統から供給される電力が第1目標値になるように前記第1指令値を決定する決定部と、
前記蓄電ユニットの動作状況及び前記他の蓄電ユニットの動作状況に応じて前記他の蓄電ユニットと共通に用いられる制御部から送信される指示に基づいて、前記第1目標値を、前記第2指令値を決定するための第2目標値とは異なる値に変更する変更部とを含む、蓄電ユニット。
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- 2019-05-22 WO PCT/JP2019/020270 patent/WO2019235221A1/ja not_active Ceased
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| JP7173139B2 (ja) | 2022-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
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| ENP | Entry into the national phase |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19815097 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |