JP2011182503A - 蓄電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】商用電力により蓄電池に充電し、使用電力量の多い時間帯に放電する構成において、使用電力量の変動に対応して蓄電池からの放電を適切に制御し、蓄電池の電力を効率よく利用する。
【解決手段】複数の電池モジュール41を組み合わせ充放電可能に構成した組電池4と、この組電池4へ充電を行う充電モードとこの組電池4に蓄積された直流電力を系統と負荷15とをつなげる配線13に系統と同じもしくはほぼ同じ周波数の交流電力に変換して供給する放電モードとを有する蓄電システム1において、負荷15に供給される電流を検出する電流検出器52を設け、この電流検出器52が検出する電流に基づく過去の数日分の平均使用電力を求め、この平均使用電力と電流検出器52が検出する電流に基づく使用電力との差の電力量を放電モードで組電池4から負荷15へ交流電力に変換して供給する制御装置51を備える。
【選択図】図1
【解決手段】複数の電池モジュール41を組み合わせ充放電可能に構成した組電池4と、この組電池4へ充電を行う充電モードとこの組電池4に蓄積された直流電力を系統と負荷15とをつなげる配線13に系統と同じもしくはほぼ同じ周波数の交流電力に変換して供給する放電モードとを有する蓄電システム1において、負荷15に供給される電流を検出する電流検出器52を設け、この電流検出器52が検出する電流に基づく過去の数日分の平均使用電力を求め、この平均使用電力と電流検出器52が検出する電流に基づく使用電力との差の電力量を放電モードで組電池4から負荷15へ交流電力に変換して供給する制御装置51を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、充放電可能に構成された組電池を有する蓄電システムに関する。
従来、商用電力系統に接続された蓄電池を備え、時間帯別電力料金契約や深夜電力契約により電力料金の安価な特定の時間帯に、商用電力系統から蓄電池に充電を行い、昼間特に使用電力量が最大になる時間帯を中心に蓄電池を放電させて電力を賄うシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、使用電力量は気温や時間帯等による変動が大きく、放電される電力量に比べて使用電力量が大きい場合には蓄電池の残容量が不足し、使用電力量が小さい場合には、蓄電池から放電される余剰電力が商用電源系統へ逆潮流すると言った懸念があった。このため、蓄電池に充電した電力を使用電力量に合わせて効率よく放電する手法が望まれていた。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、商用電力を蓄電池に充電し、使用電力量の多い時間帯に蓄電池から放電する構成において、使用電力量の変動に対応して蓄電池からの放電量を適切に制御し、蓄電池の電力を効率よく利用することを目的とする。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、商用電力を蓄電池に充電し、使用電力量の多い時間帯に蓄電池から放電する構成において、使用電力量の変動に対応して蓄電池からの放電量を適切に制御し、蓄電池の電力を効率よく利用することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、複数の電池モジュールを組み合わせ充放電可能に構成した組電池と、この組電池へ充電を行う充電モードとこの組電池に蓄積された直流電力を系統と負荷とをつなげる電源ラインに系統と同じもしくはほぼ同じ周波数の交流電力に変換して供給する放電モードとを有する蓄電システムにおいて、前記負荷に供給される電流を検出する電流検出器を設け、この電流検出器が検出する電流に基づく過去の数日分の平均使用電力を求め、この平均使用電力と前記電流検出器が検出する電流に基づく使用電力との差の電力量を前記放電モードで前記組電池から前記負荷へ前記交流電力に変換して供給する制御装置を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、上記蓄電システムにおいて、前記制御装置は、前記放電モードを行っている期間を複数の区間に分割し夫々の区間毎に前記負荷の使用電力を求めこの区間毎に前記平均使用電力との比較を行うことを特徴とする。
本発明は、上記蓄電システムにおいて、前記制御装置は、前記区間の使用電力が前記平均使用電力を下回る際には前記組電池から前記負荷への電力供給を行わないことを特徴とする。
本発明は、上記蓄電システムにおいて、前記平均使用電力は前記複数の区間の内連続するいくつかの区間の使用電力に基づいて求められその対応するいくつかの区間の使用電力量との比較に用いられることを特徴とする。
本発明は、上記蓄電システムにおいて、前記平均使用電力は少なくとも前記放電モードを行っている期間の前半期間と後半期間とに2分割され夫々の期間の平均使用電力量から成り対応する期間での前記負荷へ供給される電力量の比較に用いられることを特徴とする。
本発明は、上記蓄電システムにおいて、予め定めた負荷の稼働期間及びこの期間で当該負荷へ供給される使用電力の過去数日間の平均使用電力を前記期間から分割された複数の区画毎に記憶し、前記予め定めた負荷の稼働に応じて前記記憶した平均使用電力に相当する電力を前記区間毎に前記組電池から供給することを特徴とする。
本発明によれば、商用電力により充電した電力を日ごとの使用電力量の変動に合わせて放電することにより、商用電源系統への逆潮流を防止し、充電した電力を効率よく利用できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明を適用した実施形態に係る蓄電システム1の構成を示す図である。
この図1に示す蓄電システム1は、電力会社から供給される商用電力系統11と、太陽光発電ユニット21とを電力源として備えており、これらの電力は分電盤12の下流側の配線13を介して負荷15に供給される。また、蓄電システム1は充放電可能な電池モジュール41を有する組電池4を備えており、商用電力系統11の電力または太陽光発電ユニット21が発電した電力によって組電池4を充電するとともに、組電池4が放電する電力は配線13に供給される。
図1は、本発明を適用した実施形態に係る蓄電システム1の構成を示す図である。
この図1に示す蓄電システム1は、電力会社から供給される商用電力系統11と、太陽光発電ユニット21とを電力源として備えており、これらの電力は分電盤12の下流側の配線13を介して負荷15に供給される。また、蓄電システム1は充放電可能な電池モジュール41を有する組電池4を備えており、商用電力系統11の電力または太陽光発電ユニット21が発電した電力によって組電池4を充電するとともに、組電池4が放電する電力は配線13に供給される。
組電池4は、直列及び/又は並列に相互接続された複数の電池モジュール41と、電池モジュール41の温度や電圧を監視するコントローラ42とを内蔵する。電池モジュール41は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の二次電池モジュールであり、本実施形態ではリチウムイオン二次電池モジュールを用いた場合について説明する。
コントローラ42は、電池モジュール41の温度検出、検出した温度が所定値を上回った場合の電流遮断、直列に接続された複数の電池モジュール41の両端電圧の検出、検出した電圧値に基づくRSOC(残容量比率)の算出、RSOCのデータの出力等を行う。
コントローラ42は、電池モジュール41の温度検出、検出した温度が所定値を上回った場合の電流遮断、直列に接続された複数の電池モジュール41の両端電圧の検出、検出した電圧値に基づくRSOC(残容量比率)の算出、RSOCのデータの出力等を行う。
また、太陽光発電ユニット21には分配器22が接続され、太陽光発電ユニット21で発電された電力はDC/ACコンバーター23及び/又は充電器31に分配して出力される。DC/ACコンバーター23は、太陽光発電ユニット21が出力した直流電流を、商用電力系統11と同一またはほぼ同じ周波数の交流電力を得るに必要な電圧まで昇圧した後、これを交流電力に変換して、配線13に出力する。DC/ACコンバーター23は、充電器31に対して、昇圧後の直流電力を出力することも可能である。
組電池4を充電する充電器31は、整流器32を介して配線13に接続されている。整流器32は、配線13の交流電力を整流・平滑した直流電力を充電器31に出力し、充電器31は、整流器32から入力される直流電力により組電池4を充電する。
また、図中破線で示すように、充電器31には分配器22及びDC/ACコンバーター23が接続され、分配器22から太陽光発電ユニット21が発電した直流電力が入力され、DC/ACコンバーター23からは昇圧された直流電力が入力される。充電器31は、これら分配器22及びDC/ACコンバーター23から入力される電力によって組電池4を充電する。
また、図中破線で示すように、充電器31には分配器22及びDC/ACコンバーター23が接続され、分配器22から太陽光発電ユニット21が発電した直流電力が入力され、DC/ACコンバーター23からは昇圧された直流電力が入力される。充電器31は、これら分配器22及びDC/ACコンバーター23から入力される電力によって組電池4を充電する。
また、組電池4の出力側は、DC/ACコンバーター33及びマグネットスイッチ34を介して配線13に接続され、組電池4はDC/ACコンバーター33とともに商用電力系統11から解列可能である。DC/ACコンバーター33は、組電池4に充電された電力を、商用電力系統11と同一またはほぼ同じ周波数の交流電力を得るに必要な電圧まで昇圧した後、これを交流電力に変換して、配線13に出力する。
蓄電システム1は、太陽光発電ユニット21が発電する昼間の時間帯に、太陽光発電ユニット21が発電した電力と商用電力系統11の電力により負荷15の使用電力を供給する。また、蓄電システム1は、商用電力系統11の電力または太陽光発電ユニット21と商用電力系統11の電力に加えて、組電池4が放電した電力により負荷15の使用電力を供給する放電モードと、組電池4へ充電する充電モードとを切り替えて実行する。充電モードには、太陽光発電ユニット21が発電した電力により組電池4に充電する太陽光充電モードと、電力料金の時間帯別料金契約や深夜電力契約に基づき電力料金が安価になる時間帯に、商用電力系統11によって組電池4を充電する夜間充電モードとがある。
制御装置51は、充電器31及びマグネットスイッチ34を制御することにより、放電モードと充電モードとの切り替えを行う。また、制御装置51は、内蔵するRTC(図示略)が計時する現在時刻に基づき、充電モードを開始及び終了する時間を調整して、太陽光充電モードと夜間充電モードとを切り替えて実行する。
制御装置51は、充電器31及びマグネットスイッチ34を制御することにより、放電モードと充電モードとの切り替えを行う。また、制御装置51は、内蔵するRTC(図示略)が計時する現在時刻に基づき、充電モードを開始及び終了する時間を調整して、太陽光充電モードと夜間充電モードとを切り替えて実行する。
分電盤12の下流側の配線13には、負荷15に流れる電流を検出する電流検出器52が設けられ、この電流検出器52は制御装置51に接続されている。また、制御装置51にはDC/ACコンバーター33が接続されている。制御装置51は、上記放電モードにおいて、電流検出器52により検出された電流に基づいて負荷15の使用電力量を算出し、この使用電力量に基づいてDC/ACコンバーター33を制御して、組電池4からの放電を調整する。
なお、電流検出器52は、図中に示すようにDC/ACコンバーター23から電流が入力される接続点と、DC/ACコンバーター33から電流が入力される接続点との間に設けた構成としたが、例えば、図中破線で示すように、DC/ACコンバーター33から電流が入力される接続点の下流側に設けてもよい。
なお、電流検出器52は、図中に示すようにDC/ACコンバーター23から電流が入力される接続点と、DC/ACコンバーター33から電流が入力される接続点との間に設けた構成としたが、例えば、図中破線で示すように、DC/ACコンバーター33から電流が入力される接続点の下流側に設けてもよい。
蓄電システム1は、放電モードの実行中、負荷15の使用電力量に基づいて、組電池4が放電する電力量を調整する。以下、この放電モードにおける蓄電システム1の動作について説明する。この説明では、一例として、夜間充電モードを行う夜間時間帯を23時〜7時とし、放電モードを行う昼間時間帯を9時〜23時とする。
蓄電システム1は、制御装置51の制御により、負荷15の使用電力量に応じて組電池4から放電する電力量を制御する。
蓄電システム1は、制御装置51の制御により、負荷15の使用電力量に応じて組電池4から放電する電力量を制御する。
図2は、使用電力量と放電量の変化を示す図表である。図中、縦軸は電力量、横軸は時間の経過を示し、横軸上の数字は時刻を示す。図2(A)は使用電力量に対する組電池4の放電量を示し、図中の網掛け部は商用電力系統11の出力であり、斜線部は組電池4(DC/ACコンバーター33)の出力である。網掛け部と斜線部とを合わせたものが全体の使用電力量に相当する。また、図2(B)は使用電力量から求められる制御パラメータ(最低平均使用電力量LP、7時間の平均使用電力量MP(7))と使用電力量との関係を示す。
制御装置51は、夜間時間帯と昼間時間帯との間(7時〜9時)に充電も放電も行わない時間帯T1を設けている。この時間帯は電力料金の時間帯別料金契約や深夜電力契約で電力料金が安価になる時間帯ではないので充電を行っていない。また、平日の午前7時〜9時は電力需要が極大になるため、この時間帯の放電を行うと組電池4の残容量が早く減ってしまう。このため、本実施形態では時間帯T1(7時〜9時)は充放電を行わない。
制御装置51は、夜間時間帯と昼間時間帯との間(7時〜9時)に充電も放電も行わない時間帯T1を設けている。この時間帯は電力料金の時間帯別料金契約や深夜電力契約で電力料金が安価になる時間帯ではないので充電を行っていない。また、平日の午前7時〜9時は電力需要が極大になるため、この時間帯の放電を行うと組電池4の残容量が早く減ってしまう。このため、本実施形態では時間帯T1(7時〜9時)は充放電を行わない。
制御装置51は、昼間時間帯が開始されると、全体の使用電力量に基づいてDC/ACコンバーター33が出力する電力量を決定し、DC/ACコンバーター33を制御して放電を行わせる。具体的には、制御装置51は、全体の使用電力量が予め設定された下限値(例えば、300W)未満の場合はDC/ACコンバーター33からの出力を行わない。この下限値はDC/ACコンバーター33の定格等に基づいて予め設定され、制御装置51が記憶する。例えば、図2(A)の時間帯T2は全体の使用電力量が低く、DC/ACコンバーター33が放電を行っていない。
制御装置51は、予めDC/ACコンバーター33の出力の上限値(定格)を記憶しており、全体の使用電力量がDC/ACコンバーター33の定格出力を超える場合には、DC/ACコンバーター33を定格出力させる。例えば、図2(A)の時間帯T3では6時間にわたって全体の使用電力量が高い状態が続いており、DC/ACコンバーター33が定格出力を続けている。
そして、全体の使用電力量が下限値以上であり、DC/ACコンバーター33の定格出力以下の場合、制御装置51は、過去の使用電力量に基づいて、DC/ACコンバーター33の出力を制御する。
制御装置51は、全体の使用電力量が下限値未満の場合も定格出力を超える場合も含めて、放電モード中は全体の使用電力量を30分単位で記録する。この使用電力量の値は、例えば、制御装置51が内蔵する不揮発性メモリ(図示略)に記憶される。
制御装置51は、全体の使用電力量が下限値未満の場合も定格出力を超える場合も含めて、放電モード中は全体の使用電力量を30分単位で記録する。この使用電力量の値は、例えば、制御装置51が内蔵する不揮発性メモリ(図示略)に記憶される。
制御装置51は、記録した30分単位の使用電力量から、時間帯毎に、1時間単位の最低平均使用電力量(以下、LP)を算出する。最低平均使用電力量LPは、放電モード時間帯の中のある1時間の使用電力量の最低値を、複数の日について平均した値である。例えば、午前9時〜10時の1時間について最低平均使用電力量LPを求める場合、制御装置51は、ある日の午前9時から10時の間における使用電力量の最低値と、その翌日の午前9時から10時の間における使用電力量の最低値と、さらに翌日の午前9時から10時の間における使用電力量の最低値と、を加算して平均値を求める。使用電力量は30分単位で記録されているから、1時間の使用電力量の最低値は、午前9時〜9時30分の使用電力量と9時30分〜10時の使用電力量のいずれかである。図2(B)には、最低平均使用電力量LPを破線で示す。
十分な日数について30分単位の使用電力量が記録されている場合、制御装置51は、最近7日分の使用電力量の記録を用いて最低平均使用電力量LPを算出する。
十分な日数について30分単位の使用電力量が記録されている場合、制御装置51は、最近7日分の使用電力量の記録を用いて最低平均使用電力量LPを算出する。
また、制御装置51は、30分単位の使用電力量から、1時間毎の平均使用電力量(以下、MP)を算出する。平均使用電力量MPは、放電モード時間帯を1時間毎に区分した場合の各区間の使用電力量の平均値であり、制御装置51は、現在時刻を含む1時間の使用電力量の平均値を算出する。例えば、午前10時には、午前9時〜9時30分の使用電力量と9時30分〜10時の使用電力量との平均値を算出し、これを平均使用電力量MPとする。
さらにまた、制御装置51は、放電モードの時間帯を前半と後半の2つの時間帯(区間)に等分し、各時間帯の平均使用電力量を算出する。本実施形態では9時〜23時を前半7時間と後半7時間に分け、7時間の平均使用電力量(以下、MP(7))を算出する。7時間の平均使用電力量MP(7)は、30分単位で記録された使用電力量を7時間分加算して30分単位の使用電力量の平均値を求め、求めた平均値の数日分の平均値を求めたものである。図2(B)には、7時間の平均使用電力量MP(7)を一点鎖線で示す。十分な日数について30分単位の使用電力量が記録されている場合、制御装置51は、最近7日分の使用電力量の記録を用いて7時間の平均使用電力量MP(7)を算出する。
そして、制御装置51は、現在時刻を含む時間帯の7時間の平均使用電力量MP(7)と、現在の1時間の平均使用電力量MPとを比較する。7時間の平均使用電力量MP(7)は長時間にわたる平均値であるのに対し、平均使用電力量MPはほぼ現在の使用電力量であるから、平均使用電力量MPと7時間の平均使用電力量MP(7)との大小から、現在時刻の使用電力量がピークか否かを判別できる。
すなわち、平均使用電力量MPが7時間の平均使用電力量MP(7)より大きい場合、その時間帯は、他の時間帯に比べて使用電力量が大きいことになる。図2(B)の例では、前半7時間のうち12時〜16時の4時間、及び、後半7時間のうち16時〜20時の4時間で、平均使用電力量MPが7時間の平均使用電力量MP(7)より大きくなっているので、これらの時間帯は使用電力量のピーク時間帯に相当する。
これに対し、平均使用電力量MPが7時間の平均使用電力量MP(7)より小さい場合、その時間帯は、他の時間帯に比べて使用電力量が小さいことになるので、使用電力量のピーク外である。
これに対し、平均使用電力量MPが7時間の平均使用電力量MP(7)より小さい場合、その時間帯は、他の時間帯に比べて使用電力量が小さいことになるので、使用電力量のピーク外である。
制御装置51は、7時間の平均使用電力量MP(7)と平均使用電力量MPとを比較し、使用電力量のピーク時間帯にはDC/ACコンバーター33を制御して組電池4から放電させる。この場合、制御装置51は、放電する電力量を、その時間帯の最低平均使用電力量LPの0.9倍に設定する。
また、ピーク外の時間帯では、制御装置51は、組電池4からの放電を行わない。平均使用電力量MPが小さい時には、使用電力量が組電池4の放電する電力を下回ってしまい、逆潮流が懸念されるためである。
また、ピーク外の時間帯では、制御装置51は、組電池4からの放電を行わない。平均使用電力量MPが小さい時には、使用電力量が組電池4の放電する電力を下回ってしまい、逆潮流が懸念されるためである。
この一連の動作についてフローチャートを参照して説明する。
図3は、放電モードにおける制御装置51の動作を示すフローチャートである。
制御装置51は、放電モードの時間帯(昼間時間帯)に入ると放電モードの動作を開始し(ステップS1)、過去の使用電力量の学習データが無いかを判別する(ステップS2)。ここで、学習データが無い場合(ステップS2;Yes)、制御装置51は、DC/ACコンバーター33の定格値を上限として、組電池4の電力の放電を開始する(ステップS3)。また、制御装置51は、放電モードを開始してから30分単位で負荷15の使用電力量を記録し、制御装置51の不揮発性メモリ(図示略)に記憶させる(ステップS4)。
図3は、放電モードにおける制御装置51の動作を示すフローチャートである。
制御装置51は、放電モードの時間帯(昼間時間帯)に入ると放電モードの動作を開始し(ステップS1)、過去の使用電力量の学習データが無いかを判別する(ステップS2)。ここで、学習データが無い場合(ステップS2;Yes)、制御装置51は、DC/ACコンバーター33の定格値を上限として、組電池4の電力の放電を開始する(ステップS3)。また、制御装置51は、放電モードを開始してから30分単位で負荷15の使用電力量を記録し、制御装置51の不揮発性メモリ(図示略)に記憶させる(ステップS4)。
続いて、制御装置51は、使用電力量の記録に基づいて1時間毎の最低平均使用電力量LPと、平均使用電力量MPとを算出し、不揮発性メモリに記憶させる(ステップS5)。さらに、制御装置51は、放電モード時間帯を前後に等分した場合の各区間(前半と後半)の平均使用電力量MP(7)を算出して記憶させる(ステップS6)。
そして、制御装置51は、ステップS4〜S6で、当日を含めて最近7日分の使用電力量の記録に基づいて最低平均使用電力量LP、平均使用電力量MP、及び7時間の平均使用電力量MP(7)を算出できたか否かを判別し(ステップS7)、最近7日分の使用電力量の記録が無かった場合はステップS2に戻り、最近7日分の使用電力量の記録に基づいて算出をした場合は、学習データに関する設定値を「学習データあり」に変更する(ステップS8)。
そして、制御装置51は、ステップS4〜S6で、当日を含めて最近7日分の使用電力量の記録に基づいて最低平均使用電力量LP、平均使用電力量MP、及び7時間の平均使用電力量MP(7)を算出できたか否かを判別し(ステップS7)、最近7日分の使用電力量の記録が無かった場合はステップS2に戻り、最近7日分の使用電力量の記録に基づいて算出をした場合は、学習データに関する設定値を「学習データあり」に変更する(ステップS8)。
その後、制御装置51は、現在時刻が放電モード時間帯の終了時刻に達した否かを判別し(ステップS9)、放電モード時間帯が終了した場合は、放電モードを終了して夜間充電モードに移行する(ステップS10)。また、放電モードの終了時刻に達していない場合はステップS2に戻る。
このステップS2〜S8で説明したように、制御装置51は、過去の十分な期間(7日間)の使用電力量の記録がない場合にはDC/ACコンバーター33を定格値を上限として放電させながら使用電力量を記録する。
一方、過去の使用電力量の学習データがある場合(ステップS2;No)、制御装置51は、現在時刻を含む時間帯の7時間の平均使用電力量MP(7)と平均使用電力量MPとを比較し(ステップS11)、7時間の平均使用電力量MP(7)が平均使用電力量MP以下の場合(ステップS12;Yes)には、DC/ACコンバーター33の出力値を、その時間帯の最低平均使用電力量LPの0.9倍に設定して、DC/ACコンバーター33から放電させる(ステップS13)。その後、制御装置51はステップS4に移行する。また、7時間の平均使用電力量MP(7)が平均使用電力量MPより大きい場合(ステップS12;No)には、DC/ACコンバーター33からの出力を行わず(ステップS14)、ステップS4に移行する。
以上のように、本発明を適用した実施形態に係る蓄電システム1は、複数の電池モジュール41を組み合わせ充放電可能に構成した組電池4と、この組電池4へ充電を行う充電モードとこの組電池4に蓄積された直流電力を系統と負荷15とをつなげる配線13に系統と同じもしくはほぼ同じ周波数の交流電力に変換して供給する放電モードとを有する蓄電システム1において、負荷15に供給される電流を検出する電流検出器52を設け、この電流検出器52が検出する電流に基づく過去の数日分の平均使用電力を求め、この平均使用電力と電流検出器52が検出する電流に基づく使用電力との差の電力量を放電モードで組電池4から負荷15へ交流電力に変換して供給する制御装置51を備えるので、過去の数日分の平均使用電力に基づいて現在の使用電力量の大小を正確に判別し、例えばピーク時間帯にのみ組電池4から放電して商用電力系統11のピークカットをする等、的確に放電を制御できる。これにより、組電池4に充電された電力を、使用電力量の変動に合わせて効率よく放電することができ、また、商用電源系統への逆潮流を防止できる。
また、制御装置51は、放電モードを行っている期間を、例えば1時間毎の複数の区間に分割し夫々の区間毎に負荷15の使用電力を求めこの区間毎に平均使用電力との比較を行うので、使用電力量の変化に追従して組電池4からの放電を制御することができ、かつ、使用電力量に係る演算処理の頻度を抑えて処理の負荷を軽減できる。
さらに、制御装置51は、区間の使用電力が平均使用電力を下回る際には組電池4から負荷15への電力供給を行わないので、組電池4から商用電力系統11への逆潮流を防止できる。
さらにまた、平均使用電力は複数の区間の内連続するいくつかの区間の使用電力に基づいて求められ、その対応するいくつかの区間の使用電力量との比較に用いられるので、過去数日間の使用電力量と、現在の使用電力量とを、時間帯による変動の影響を排除して適切に比較することができ、組電池4に充電された電力を使用電力量の変動に合わせて適切に放電できる。
さらに、制御装置51は、区間の使用電力が平均使用電力を下回る際には組電池4から負荷15への電力供給を行わないので、組電池4から商用電力系統11への逆潮流を防止できる。
さらにまた、平均使用電力は複数の区間の内連続するいくつかの区間の使用電力に基づいて求められ、その対応するいくつかの区間の使用電力量との比較に用いられるので、過去数日間の使用電力量と、現在の使用電力量とを、時間帯による変動の影響を排除して適切に比較することができ、組電池4に充電された電力を使用電力量の変動に合わせて適切に放電できる。
また、平均使用電力は少なくとも放電モードを行っている期間の前半期間と後半期間とに2分割され夫々の期間の平均使用電力量から成り対応する期間での負荷15へ供給される電力量の比較に用いられるので、現在の使用電力量と時間帯による使用電力量の変動との関係が明らかになり、例えば現在の使用電力量がピークであるか否かを正確に判断できる。これにより、時間帯による使用電力量の変動に対応して適切に放電を行うことができる。
負荷15は、具体的には空気調和装置等であり、予め稼働時間を設定しておくことも可能である。例えば空気調和装置の稼働期間(時間帯)を設定し、この稼働時間に従って空気調和装置が稼働するとともに、設定された稼働期間を制御装置51が記憶している場合、制御装置51は、予め定めた負荷15の稼働期間及びこの期間で当該負荷15へ供給される使用電力の過去数日間の平均使用電力を期間から分割された複数の区画毎に記憶し、予め定めた負荷15の稼働に応じて記憶した平均使用電力に相当する電力を区間毎に組電池4から供給してもよい。この場合、負荷15の稼働期間における使用電力量に基づいて、組電池4の放電を制御することで、より効率よく適切に放電を行える。
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、上記実施形態は具体的な適用例を示したもので、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、制御装置51が30分単位で使用電力量を記録する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、1分単位で使用電力量を記録してもよい。この場合、平均使用電力量MPを、1分単位で検出した電流検出器52の検出値に基づいて決定してもよく、組電池4が放電する電力量に関して、よりリアルタイム性の高い制御を行える。また、平均使用電力量MPは1時間毎の平均値に限定されず、3時間毎の平均値を平均使用電力量MPとしてもよく、この場合は、演算処理の頻度が減少することで処理の負荷が軽減される利点に加え、組電池4の出力の変動が小さいという利点があり、例えば、時間帯による使用電力量の変動が小さい休日には3時間毎の平均値を平均使用電力量MPとし、時間帯による使用電力量の変動が大きい平日に1時間毎の平均値を平均使用電力量MPとすることも効果的である。また、制御装置51は、最近7日間の使用電力量の記録に基づいて最低平均使用電力量LPや7時間の平均使用電力量MP(7)を算出するものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、曜日によって使用するデータを変えてもよい。具体的には、放電モードを行う場合に過去の同じ曜日の使用電力量の記録を用いて最低平均使用電力量LPや7時間の平均使用電力量MP(7)を算出し、或いは、平日には過去の平日の使用電力量の記録を用い、休日には過去の休日の使用電力量の記録を用いるものとしてもよい。さらに、制御装置51は、7時間の平均使用電力量MP(7)に変えて、放電モードの時間帯を3又は4つに区分して各区間の平均使用電力量を求めてもよい。
また、上記実施形態では組電池4が放電する放電モードを昼間時間帯に行うものとして説明したが、例えば、負荷15が夜間に使用される給湯装置等である場合に、昼間に太陽光発電ユニット21の電力により組電池4を充電し、負荷15の稼働時間に合わせて夜間に放電モードを実行してもよい。
その他、負荷15の種類や、具体的な蓄電システム1の各部の仕様及び細部構成については任意に変更可能である。
また、上記実施形態では組電池4が放電する放電モードを昼間時間帯に行うものとして説明したが、例えば、負荷15が夜間に使用される給湯装置等である場合に、昼間に太陽光発電ユニット21の電力により組電池4を充電し、負荷15の稼働時間に合わせて夜間に放電モードを実行してもよい。
その他、負荷15の種類や、具体的な蓄電システム1の各部の仕様及び細部構成については任意に変更可能である。
1 蓄電システム
4 組電池
11 商用電力系統
13 配線
15 負荷
21 太陽光発電ユニット
31 充電器
32 整流器
33 DC/ACコンバーター
41 電池モジュール
51 制御装置
52 電流検出器
4 組電池
11 商用電力系統
13 配線
15 負荷
21 太陽光発電ユニット
31 充電器
32 整流器
33 DC/ACコンバーター
41 電池モジュール
51 制御装置
52 電流検出器
Claims (6)
- 複数の電池モジュールを組み合わせ充放電可能に構成した組電池と、この組電池へ充電を行う充電モードとこの組電池に蓄積された直流電力を系統と負荷とをつなげる電源ラインに系統と同じもしくはほぼ同じ周波数の交流電力に変換して供給する放電モードとを有する蓄電システムにおいて、
前記負荷に供給される電流を検出する電流検出器を設け、この電流検出器が検出する電流に基づく過去の数日分の平均使用電力を求め、この平均使用電力と前記電流検出器が検出する電流に基づく使用電力との差の電力量を前記放電モードで前記組電池から前記負荷へ前記交流電力に変換して供給する制御装置を備えたことを特徴とする蓄電システム。 - 前記制御装置は、前記放電モードを行っている期間を複数の区間に分割し夫々の区間毎に前記負荷の使用電力を求めこの区間毎に前記平均使用電力との比較を行うことを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。
- 前記制御装置は、前記区間の使用電力が前記平均使用電力を下回る際には前記組電池から前記負荷への電力供給を行わないことを特徴とする請求項2に記載の蓄電システム。
- 前記平均使用電力は前記複数の区間の内連続するいくつかの区間の使用電力に基づいて求められその対応するいくつかの区間の使用電力量との比較に用いられることを特徴とする請求項3に記載の蓄電システム。
- 前記平均使用電力は少なくとも前記放電モードを行っている期間の前半期間と後半期間とに2分割され夫々の期間の平均使用電力量から成り対応する期間での前記負荷へ供給される電力量の比較に用いられることを特徴とする請求項3に記載の蓄電システム。
- 予め定めた負荷の稼働期間及びこの期間で当該負荷へ供給される使用電力の過去数日間の平均使用電力を前記期間から分割された複数の区画毎に記憶し、前記予め定めた負荷の稼働に応じて前記記憶した平均使用電力に相当する電力を前記区間毎に前記組電池から供給することを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140624 |