JP6333061B2 - Battery charge / discharge system - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電池充放電システムに関する。 The present invention relates to a storage battery charge / discharge system.
従来、蓄電池に対して充電および蓄電池から放電を行う充放電システムでは、蓄電池に対する過充電および蓄電池からの過放電を防止している。過充電および過放電を防止する方法としては、蓄電池の状態を監視して充電および放電を管理する方法がある(例えば、下記特許文献1)。 Conventionally, in a charge / discharge system that charges and discharges a storage battery, overcharge of the storage battery and overdischarge from the storage battery are prevented. As a method for preventing overcharge and overdischarge, there is a method for managing charge and discharge by monitoring the state of a storage battery (for example, Patent Document 1 below).
しかしながら、上記従来の技術によれば、蓄電池の劣化が懸念される条件で充放電を頻繁に繰り返した場合、蓄電池の寿命が短くなる、という問題があった。また、定常時の使用において蓄電池の充電率が低下していると、停電の際に非常用電源として利用できない可能性がある、という問題があった。 However, according to the above-described conventional technology, there is a problem that the life of the storage battery is shortened when charging and discharging are frequently repeated under conditions where the deterioration of the storage battery is a concern. Moreover, when the charging rate of the storage battery is lowered during normal use, there is a problem that it may not be used as an emergency power source in the event of a power failure.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、蓄電池の劣化を抑制しつつ、停電時において確実に蓄電池を非常用電源として利用可能な蓄電池充放電システムを得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the storage battery charging / discharging system which can use a storage battery reliably as an emergency power source at the time of a power failure, suppressing deterioration of a storage battery.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電力を蓄える蓄電池と、前記蓄電池の充電状態を監視する監視装置と、前記蓄電池に電力を充電し、前記蓄電池から電力を放電する電力変換装置と、前記監視装置の監視結果による前記蓄電池の充電状態、および前記電力変換装置の動作状態に基づいて、前記電力変換装置による充電および放電を制御する制御装置と、を備え、前記電力変換装置の動作状態を表す運転モードにおいて、充電モード、放電モード、および、充電と放電とを組み合わせた充放電モードのいずれかを有する場合に、前記制御装置は、運転モード毎に、前記蓄電池の過充電および過放電の判定において異なる判定条件を用いることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a storage battery that stores power, a monitoring device that monitors a charge state of the storage battery, and charges the storage battery with power and discharges the power from the storage battery. And a control device for controlling charging and discharging by the power conversion device based on a charging state of the storage battery according to a monitoring result of the monitoring device and an operating state of the power conversion device , In the operation mode representing the operation state of the power conversion device, when the control device has any one of a charge mode, a discharge mode, and a charge / discharge mode in which charging and discharging are combined, the control device, for each operation mode, the storage battery Different determination conditions are used in determining overcharge and overdischarge .
本発明によれば、蓄電池の劣化を抑制しつつ、停電時において確実に蓄電池を非常用電源として利用できる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to reliably use a storage battery as an emergency power source during a power failure while suppressing deterioration of the storage battery.
以下に、本発明にかかる蓄電池充放電システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a storage battery charge / discharge system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態.
図1は、本実施の形態の蓄電池充放電システム10の構成例を示す図である。蓄電池充放電システム10は、電力系統1と、開閉装置2と、発電装置3と、負荷4と、電力変換装置5と、制御装置6と、蓄電池7と、監視装置8と、を備える。以降の説明においては、一例として、蓄電池7を電動車両に搭載された蓄電池とする。蓄電池充放電システム10において、開閉装置2、発電装置3、負荷4、電力変換装置5および制御装置6を住宅内に設置された構成とし、蓄電池7および監視装置8を電動車両に搭載された構成とし、電力系統1は住宅外部から交流電力を供給する商用系統とする。なお、蓄電池7は、電動車両に搭載された蓄電池に限定するものではなく、例えば、定置型蓄電池としてもよい。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a storage battery charge /
電力系統1は、蓄電池充放電システム10において、負荷4、電力変換装置5側へ交流電力を供給する。開閉装置2は、蓄電池充放電システム10において、連系運転または自立運転において、電力系統1と住宅側との接続を開路または閉路する。発電装置3は、例えば、住宅に設置された太陽光発電システム等であるが、一例であり、太陽光発電システムに限定するものではない。なお、発電装置3からは交流電力を出力するものとする。太陽光発電システムの場合では、発電した直流電力を交流電力に変換してから出力する。負荷4は、住宅内でユーザが使用する家電機器等である。電力変換装置5は、電力系統1および発電装置3からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池7を充電し、また、蓄電池7からの直流電力を交流電力に変換して負荷4に供給する。制御装置6は、監視装置8による蓄電池7の充電状態を監視した監視結果に基づいて、電力変換装置5の動作を制御する。また、制御装置6は、開閉装置2での開路または閉路を制御する。蓄電池7は、電力変換装置5によって直流電力に変換された直流電力を蓄電し、停電時等においては、電力変換装置5へ直流電力を放電する。監視装置8は、蓄電池7の充電状態(充電率)を監視し、監視結果を制御装置6へ通知する。
The power system 1 supplies AC power to the load 4 and the power conversion device 5 side in the storage battery charge /
つづいて、蓄電池充放電システム10において、電力変換装置5が蓄電池7との間で電力を充放電する動作について説明する。本実施の形態では、蓄電池充放電システム10の運転モードの大分類として、電力系統1と接続した状態の連系運転と、電力系統1と切断した状態の自立運転とがある。連系運転においては、電力変換装置5が蓄電池7に電力を充電する充電モード、電力変換装置5が蓄電池7から電力を放電する放電モード、電力変換装置5が蓄電池7との間で電力を充放電する充放電モード、の3つのモードが規定されている。自立運転においては、電力変換装置5が蓄電池7との間で電力を充放電する充放電モードが規定されている。
Next, in the storage battery charge /
連系運転の充電モードでは、電力変換装置5が、電力系統1からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池7を充電する。このとき、蓄電池充放電システム10では、開閉装置2を閉路して、電力系統1と連系する。
In the charging mode of the interconnected operation, the power conversion device 5 converts the AC power from the power system 1 into DC power and charges the
連系運転の放電モードでは、電力変換装置5が、蓄電池7からの直流電力を交流電力に変換して負荷4に供給し、電力系統1への売買電力を制御する。なお、連系規定において、蓄電池7から電力系統1へ逆潮流が禁止されているため、電力変換装置5は、蓄電池7からの電力を負荷4のみへ出力する。このとき、蓄電池充放電システム10では、開閉装置2を閉路して、電力系統1と連系する。
In the discharge mode of the interconnection operation, the power conversion device 5 converts the DC power from the
連系運転の充放電モードでは、電力変換装置5が、蓄電池7から負荷4へ電力を供給して、電力系統1への売買電力を制御する。また、電力変換装置5は、発電装置3の発電電力から負荷4の消費電力を差し引いた余剰電力を蓄電池7へ供給する。このとき、蓄電池充放電システム10では、開閉装置2を閉路して、電力系統1と連系する。
In the charge / discharge mode of the interconnected operation, the power conversion device 5 supplies power from the
自立運転の充放電モードでは、電力変換装置5が、正常な電力系統1の電圧を模擬する定電圧源として動作し、蓄電池7から負荷4へ電力を供給する。また、電力変換装置5は、発電装置3の発電電力から負荷4の消費電力を差し引いた余剰電力を蓄電池7へ供給する。このとき、蓄電池充放電システム10では、開閉装置2を開路して、電力系統1から解列する。
In the charge / discharge mode of the self-sustained operation, the power conversion device 5 operates as a constant voltage source that simulates the voltage of the normal power system 1 and supplies power from the
つぎに、蓄電池充放電システム10において、監視装置8が、蓄電池7の充電状態を監視し、制御装置6が、監視装置8による蓄電池7の充電状態の監視結果から蓄電池7が過充電または過放電か判定し、電力変換装置5を制御する動作について説明する。
Next, in the storage battery charging /
過充電と判定した場合、制御装置6では、連系運転の充電モードにおいて、電力変換装置5を制御して停止させる。このとき、制御装置6では、過充電を判定するための閾値として、蓄電池7を監視する監視装置8で制限される上限値、またはユーザが設定可能な場合はその設定値、のうち最小値を過充電判定閾値とする。ここで、監視装置8で制限される上限値とは、例えば、蓄電池充放電システム10が電動車両によるシステムの場合、電動車両側から通知される充電率の上限値としてもよい。監視装置8と制御装置6が個別に運転/停止を管理する場合、監視装置8で制限される上限値を遵守しないとシステム停止となる可能性があるため、システム全体としては、監視装置8で制限される上限値に対してマージンを持って閾値を設定可能としてもよい。
When it determines with overcharge, the
過充電と判定した場合、制御装置6では、連系運転の充放電モードにおいて、電力変換装置5を制御して充電動作を禁止し、放電動作を継続する。このとき、制御装置6では、過充電を判定するための閾値として、蓄電池7を監視する監視装置8で制限される上限値、蓄電池7の劣化が懸念されない(劣化しない)レベル、またはユーザが設定可能な場合はその設定値、のうち最小値を過充電判定閾値とする。ここで、蓄電池7の劣化が懸念されない(劣化しない)レベルとは、充放電を頻繁に繰り返しても蓄電池7が劣化しない充電率の値とする。ただし、蓄電池7の劣化よりも使用できる電力量を優先したい場合には、過充電判定閾値の設定において、蓄電池7の劣化しないレベルを除外してもよい。特に、後述する自立運転の場合では、非常用電源として使用されるため除外することが想定される。
When it determines with overcharge, in the charging / discharging mode of interconnection operation, the
過充電と判定した場合、制御装置6では、自立運転の充放電モードにおいて、電力変換装置5を制御して充電動作を禁止し、放電動作を継続する。自立運転の場合、電力変換装置5は基本的に定電圧源として動作するため、充電動作を禁止する方法としては、発電装置3の出力に開閉装置を挿入して、充電を禁止する場合に切り離す方法がある。このとき、制御装置6では、過充電を判定するための閾値として、蓄電池7を監視する監視装置8で制限される上限値、蓄電池7の劣化しないレベル、またはユーザが設定可能な場合はその設定値、のうち最小値を過充電判定閾値とする。連系運転時の充放電モードと同様である。
When it is determined that the battery is overcharged, the
一方、過放電と判定した場合、制御装置6では、連系運転の放電モードにおいて、電力変換装置5を制御して停止させる。このとき、制御装置6では、過放電を判定するための閾値として、蓄電池7を監視する監視装置8で制限される下限値、またはユーザが設定可能な場合はその設定値、のうち最大値にマージンを持たせた値を過放電判定閾値とする。ここで、監視装置8で制限される下限値とは、例えば、蓄電池充放電システム10が電動車両によるシステムの場合、電動車両側から通知される充電率の下限値としてもよい。監視装置8と制御装置6が個別に運転/停止を管理する場合、監視装置8で制限される下限値を遵守しないとシステム停止となる可能性があるため、システム全体としては、監視装置8で制限される下限値に対してマージンを持って閾値を設定可能としてもよい。
On the other hand, when it determines with overdischarge, the
過放電と判定した場合、制御装置6では、連系運転の充放電モードにおいて、電力変換装置5を制御して放電動作を禁止し、充電動作を継続する。このとき、制御装置6では、過放電を判定するための閾値として、蓄電池7を監視する監視装置8で制限される下限値、蓄電池7の劣化しないレベル、またはユーザが設定可能な場合はその設定値、のうち最大値にマージンを持たせた値を過放電判定閾値とする。
When it determines with overdischarge, in the charging / discharging mode of interconnection operation, the
過放電と判定した場合、制御装置6では、自立運転の充放電モードにおいて、電力変換装置5を制御して停止させる。自立運転の場合、電力変換装置5は定電圧源として動作するため、放電動作を禁止する方法としては、負荷4の入力に開閉装置を挿入して、放電を禁止する場合に切り離す方法があるが、この場合、負荷4に電力が供給されず停電させてしまうため、本実施の形態では、放電動作を禁止して運転を継続する場合は想定しない。このとき、制御装置6では、過放電を判定するための閾値として、蓄電池7を監視する監視装置8で制限される下限値、蓄電池7の劣化しないレベル、またはユーザが設定可能な場合はその設定値、のうち最大値にマージンを持たせた値を過放電判定閾値とする。なお、非常時に発電装置3から充電することを想定すると、制御装置6では、充電率が前記の閾値を下回って停止させる前に、もう一つ閾値を設けて、充電率がその閾値を下回った場合、規定された時間で充電率が増加している場合は電力変換装置5の運転を継続するが、充電率が低下している場合は電力変換装置5を停止するように制御してもよい。制御装置6は、規定された時間で充電率が増加していない場合も電力変換装置5を停止するように制御してもよい。また、制御装置6では、蓄電池7の充電率の変化が規定された変化率よりも小さい場合は、電力変換装置5を停止するように制御してもよい。
When it determines with overdischarge, the
蓄電池充放電システム10における定常時、過充電時、過放電時の運転状態について図2〜4を用いて説明する。
The operation state of the storage battery charging / discharging
図2は、定常時における蓄電池充放電システム10の運転状態を示す図である。例えば、連系運転の充電モードでは、充電可、放電不可のため運転可能であることを示し、連系運転の放電モードでは、充電不可、放電可のため運転可能であることを示す。
FIG. 2 is a diagram illustrating an operation state of the storage battery charging / discharging
図3は、過充電時における蓄電池充放電システム10の運転状態を示す図である。着色された欄が定常時との差異の部分である。例えば、連系運転の充電モードでは、充電不可、放電不可のため運転停止であることを示し、連系運転の放電モードでは、充電不可、放電可のため運転可能であることを示す。ここでは、どの運転モードについても充電制御の欄は充電不可となる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation state of the storage battery charge /
図4は、過放電時における蓄電池充放電システム10の運転状態を示す図である。着色された欄が定常時との差異の部分である。例えば、連系運転の充電モードでは、充電可、放電不可のため運転可能であることを示し、連系運転の放電モードでは、充電不可、放電不可のため運転停止であることを示す。ここでは、どの運転モードについても放電制御の欄は放電不可となる。
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation state of the storage battery charge /
蓄電池充放電システム10では、制御装置6は、蓄電池7の充電率に基づいて、蓄電池7が過充電または過放電の状態の場合には、電力変換装置5の運転モードに応じて動作を制御する。
In the storage battery charging / discharging
電力変換装置5が蓄電池7に電力を供給して充電する場合として、充電モードおよび充放電モードの2つのモードがある。充電モードでは、電力変換装置5は、蓄電池7に充電していくのみのため充電率は増加する。しかしながら、充放電モードでは、電力変換装置5は、蓄電池7に対して充電し、また蓄電池7から放電もするため、充電率は一方向には推移せずに増加し、低下もする。
As a case where the power conversion device 5 supplies power to the
ここで、前述のように、蓄電池7には、充放電を頻繁に繰り返すことで劣化する充電率の範囲がある。充放電モードでは、蓄電池7が劣化する範囲での充放電を繰り返すと蓄電池7が劣化することになる。そのため、充放電モードでは、蓄電池7が充放電を繰り返すことで劣化する範囲で充電または放電のいずれかの動作をしないことが望ましい。一方で、充電モードでは、放電は発生しないことから、前述の蓄電池7が劣化する範囲でも、充電のみする分には蓄電池7に影響しない。そのため、充電モードでは、充放電モードでは動作が制限される範囲においても充電を継続することができる。
Here, as described above, the
また、制御装置6は、連系運転または自立運転の充放電モードにおいて、充電率によって過放電の判定を変えてもよい。制御装置6は、連系運転時においては充電率に対して余裕をもって(高めの充電率で)放電を禁止し、自立運転時では、連系運転時のときよりも低い充電率でも放電を継続させる制御を行う。自立運転をしている場合とは、停電等の非常時の動作である。制御装置6は、連系運転時には蓄電池7の充電率が低下してきた場合、早めに放電を禁止することで、停電等の非常時において、蓄電池7を非常用の電源として利用することができる。
In addition, the
本実施の形態では、蓄電池充放電システム10の制御装置6は、各運転モードにおいて、過充電か過放電かを判定する閾値(判定レベル)を可変とすることで、蓄電池7を効率的に使用しつつ、蓄電池7の劣化を抑制することができる。また、制御装置6は、各閾値において、運転モード毎で異なる動作制限で制御することで、停電時において蓄電池7を確実に非常用電源として利用することができる。
In this Embodiment, the
図5は、過充電において各充電率に対する各運転モードでの動作を示す図である。充電率Aの方が大きく、充電率B,Cの順に小さくなるものとする。 FIG. 5 is a diagram illustrating an operation in each operation mode for each charging rate in overcharging. It is assumed that the charging rate A is larger and the charging rates B and C are smaller in this order.
充電率Aは、例えば、蓄電池7の監視装置8で制限される上限値とする。蓄電池7の充電率が上限値を超える場合、蓄電池充放電システム10において復帰できない可能性がある。なお、本実施の形態に示す動作においてこの上限値を超えることはないが、蓄電池7を接続した時点で蓄電池7の充電率が上限値を超えている場合を想定したものである。従来では、この充電率Aのみで過充電判定閾値として過充電の判定がなされている。充電率Bは、充電率Aにマージンを持ったレベルとする。また、充電率Cは、蓄電池7において充放電を繰り返した場合に蓄電池7の劣化しないレベルとする。充電率Cを超えた状態で蓄電池7に対して充放電を繰り返す場合、充電率C以下で蓄電池7に対して充放電を繰り返す場合と比較して、蓄電池7が劣化しやすいことを想定しているが、その問題がない場合は充電率B,Cは同じでもよい。充電率B,Cは、充電率A以下の範囲でユーザが設定可能としてもよい。また、チャタリングを防止するため、それぞれの閾値で判定した過充電の判定結果をリセットする閾値は充電率B,Cに対してヒステリシスを持って設定してもよい。
The charging rate A is, for example, an upper limit value limited by the monitoring device 8 of the
制御装置6は、運転モードが充電モードのときは、充電率Cでは運転を継続するが、充電率Bで動作を停止する制御を行う。また、制御装置6は、運転モードが連系運転の充放電モードのときは、充電率C,Bにおいて、充電動作を禁止して、放電動作のみで運転を継続する。制御装置6は、運転モードが自立運転の充放電モードのときは、充電率Cでは運転を継続するが、充電率Bにおいて、充電動作を禁止して、放電動作のみで運転を継続する。また、制御装置6は、運転モードが放電モードのときは、充電率C,Bにおいて、放電動作を継続する。
When the operation mode is the charging mode, the
図6は、過放電において各充電率に対する各運転モードでの動作を示す図である。充電率Dの方が大きく、充電率E,F,Gの順に小さくなるものとする。なお、充電率Dは、図5に示す充電率Cよりも小さい値とする。 FIG. 6 is a diagram showing the operation in each operation mode for each charging rate in overdischarge. It is assumed that the charging rate D is larger and the charging rates E, F, and G become smaller in this order. The charging rate D is a value smaller than the charging rate C shown in FIG.
充電率Dは、蓄電池7において充放電を繰り返した場合に蓄電池7の劣化しないレベルとする。充電率Dより低い充電率の状態で蓄電池7に対して充放電を繰り返す場合、充電率D以上で蓄電池7に対して充放電を繰り返す場合と比較して、蓄電池7が劣化しやすいことを想定しているが、その問題がない場合は充電率D,Eは同じでもよい。ここでは、運転モードが充放電モードの場合において、連系運転と自立運転で制御内容を変えるために、ユーザが設定する値を2つ用意する。充電率Gは、例えば、蓄電池7の監視装置8で制限される下限値とする。蓄電池7の充電率が下限値より低い場合、蓄電池充放電システム10において復帰できない可能性がある。なお、本実施の形態に示す動作においてこの下限値より低くなることはないが、蓄電池7を接続した時点で蓄電池7の充電率が下限値より低い場合を想定したものである。従来では、この充電率Gのみで過放電判定閾値として過放電の判定がなされている。充電率D,E,Fは、充電率G以上の範囲でユーザが設定可能としてもよい。また、チャタリングを防止するため、それぞれの閾値で判定した過放電の判定結果をリセットする閾値は充電率D,E,Fに対してヒステリシスを持って設定してもよい。
The charging rate D is set to a level at which the
制御装置6は、運転モードが充電モードのときは、充電率D,E,Fにおいて、充電動作を継続する。また、制御装置6は、運転モードが充放電モードのときは、充電率Dにおいて、連系運転では放電を禁止して充電のみで運転を継続し、自立運転では充放電による運転を継続する。制御装置6は、運転モードが充放電モードのときは、充電率Eにおいて、連系運転では運転を停止し、自立運転では充放電による運転を継続する。制御装置6は、運転モードが充放電モードのときは、充電率Fにおいて、連系運転および自立運転において運転を停止する。また、制御装置6は、運転モードが放電モードのときは、充電率D,E,Fにおいて、放電動作を停止する。
When the operation mode is the charging mode, the
図7は、各充電率における制御装置6の制御内容を示す図である。図5および図6に示す制御を示すものである。過充電の判定において、制御装置6は、充電モードのときは充電率B以下の範囲まで充電を継続するが、連系運転の充放電モードのときは、蓄電池7の劣化を考慮して充電率C以下の範囲で充放電を行い、自立運転の充放電モードのときは、充電率B以下の範囲で充放電を行う。また、過放電の判定において、制御装置6は、放電モードでは、充電率D以上の範囲で放電を行い、連系運転の充放電モードでは、充電率D以上の範囲で充放電を行うが、自立運転の充放電モードでは、充電率Fで充放電を停止する。充放電モード、特に、連系運転の場合では、他の運転モードと比較して狭い範囲での動作となる。
FIG. 7 is a diagram illustrating the control contents of the
なお、本実施の形態では、蓄電池充放電システム10として、蓄電池7および監視装置8が電動車両に搭載された例について説明したが、このとき、制御装置6は、監視装置8と常時通信するわけではなく、充放電中のみ通信して蓄電池7の情報を取得する。また、電動車両は、システムからの切り離しが可能であり、電力変換装置5と蓄電池7、および、制御装置6と監視装置8との接続を切断することができる。この場合に、制御装置6は、蓄電池7および監視装置8が切断されるまで過充電/過放電の判定結果を含む蓄電池7の情報を、図示しない記憶部に保持してもよい。これにより、制御装置6では、電動車両がシステムから切り離されるまで、監視装置8と通信していない場合でも、保持している蓄電池7の情報を利用して電力変換装置5の運転を制御することができる。
In the present embodiment, an example in which the
また、連系運転の場合、過充電/過放電で充電動作や放電動作が禁止されると、負荷4の消費電力や発電装置3の発電電力に応じて、蓄電池7への充電も、蓄電池7からの放電もない状態を継続する場合がある。このとき、電力変換装置5の損失は電力系統1から供給されるため、制御装置6は、電力変換装置5を停止することが望ましい。さらに、制御装置6は、電力変換装置5を停止した後、開閉装置2を通過する電力の売買電状態を監視し、買電状態の場合は放電可能、売電状態の場合は充電可能として、運転を再開してもよい。
Further, in the case of interconnected operation, when charging operation or discharging operation is prohibited due to overcharge / overdischarge, charging to the
また、制御装置6は、連系運転の充放電モードにおいて、過充電の状態では充電動作を停止しているが、停止後の蓄電池充放電システム10の状態に応じて、充電動作を再開してもよい。例えば、制御装置6は、充電動作停止後、開閉装置2を監視して電力の売買電状態を監視する。買電状態であれば、負荷4等で電力を消費していることが考えられる。そのため、制御装置6は、買電状態のときは、電力変換装置5を制御して蓄電池7からの電力を変換して負荷4側へ供給する。これにより、制御装置6は、蓄電池7への充電動作を停止しても、蓄電池7の電力を使用して蓄電池7の充電率を低下させることで、蓄電池7への充電を再開することができる。
Further, in the charge / discharge mode of the grid operation, the
同様に、制御装置6は、連系運転の充放電モードにおいて、過放電の状態では放電動作を停止しているが、停止後の蓄電池充放電システム10の状態に応じて、放電動作を再開してもよい。例えば、制御装置6は、放電動作停止後、開閉装置2を監視して電力の売買電状態を監視する。売電状態であれば、発電装置3で発電していることが考えられる。そのため、制御装置6は、売電状態のときは、電力変換装置5を制御して発電装置3からの電力を変換して蓄電池7へ供給する。これにより、制御装置6は、蓄電池7からの放電動作を停止しても、蓄電池7を充電して蓄電池7の充電率を上げることで、蓄電池7からの放電を再開することができる。
Similarly, in the charge / discharge mode of the interconnection operation, the
以上説明したように、本実施の形態によれば、蓄電池充放電システム10では、制御装置6が、監視装置8による蓄電池7の充電状態に基づいて、電力変換装置5の動作を制御する。具体的には、制御装置6は、過充電の判定において、充電モードで充電動作を停止する充電率よりも低い充電率において充放電モードでの充電動作を停止させる。これにより、充電率の高い状態で充放電を繰り返すことによる蓄電池7の劣化を抑制しつつ、定常時において蓄電池による経済効果を活用することができる。また、制御装置6は、過放電の判定において、連系運転の放電モードでは充電率に余裕を持たせて放電を停止し、連系運転の充放電モードで放電を停止する充電率よりも低い充電率でも、自立運転の充放電モードでの放電動作を継続する。これにより、停電時の自立運転において、確実に蓄電池7を非常用電源として利用することができる。
As described above, according to the present embodiment, in storage battery charging / discharging
以上のように、本発明にかかる蓄電池充放電システムは、蓄電池を備えた電力供給システムに有用であり、特に、複数の運転モードで運転可能なシステムに適している。 As described above, the storage battery charge / discharge system according to the present invention is useful for a power supply system including a storage battery, and is particularly suitable for a system that can be operated in a plurality of operation modes.
1 電力系統、2 開閉装置、3 発電装置、4 負荷、5 電力変換装置、6 制御装置、7 蓄電池、8 監視装置、10 蓄電池充放電システム。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power system, 2 Switchgear apparatus, 3 Electric power generation apparatus, 4 Load, 5 Power converter device, 6 Control apparatus, 7 Storage battery, 8 Monitoring apparatus, 10 Storage battery charging / discharging system.
Claims (12)
前記蓄電池の充電状態を監視する監視装置と、
前記蓄電池に電力を充電し、前記蓄電池から電力を放電する電力変換装置と、
前記監視装置の監視結果による前記蓄電池の充電状態、および前記電力変換装置の動作状態に基づいて、前記電力変換装置による充電および放電を制御する制御装置と、
を備え、
前記電力変換装置の動作状態を表す運転モードにおいて、充電モード、放電モード、および、充電と放電とを組み合わせた充放電モードのいずれかを有する場合に、
前記制御装置は、運転モード毎に、前記蓄電池の過充電および過放電の判定において異なる判定条件を用いる、
ことを特徴とする蓄電池充放電システム。 A storage battery for storing electric power;
A monitoring device for monitoring the state of charge of the storage battery;
A power converter for charging the storage battery with power and discharging the power from the storage battery;
A control device for controlling charging and discharging by the power conversion device based on a charging state of the storage battery according to a monitoring result of the monitoring device and an operation state of the power conversion device;
Equipped with a,
In the operation mode representing the operating state of the power converter, when having any one of a charge mode, a discharge mode, and a charge / discharge mode combining charging and discharging,
The control device uses different determination conditions in the determination of overcharge and overdischarge of the storage battery for each operation mode.
A storage battery charging / discharging system.
ことを特徴とする請求項1に記載の蓄電池充放電システム。 The control device performs different control on the power conversion device under each determination condition.
The storage battery charging / discharging system according to claim 1 .
ことを特徴とする請求項1または2に記載の蓄電池充放電システム。 The control device performs control for prohibiting charging in the charging / discharging mode at a charging rate lower than a charging rate of the storage battery that can be charged in the charging mode in the charging operation of the power conversion device to the storage battery.
The storage battery charging / discharging system according to claim 1 or 2 , wherein
前記制御装置は、前記自立運転の充放電モードで放電可能な前記蓄電池の充電率より高い充電率で、前記連系運転の放電モード、および、充放電モードでの放電を禁止する制御を行う、
ことを特徴とする請求項1,2または3に記載の蓄電池充放電システム。 In the operation state of the power converter, further, there is a connected operation connected to a power system capable of supplying AC power to the power converter, and a self-supporting operation disconnected from the power system,
The control device performs control for prohibiting discharge in the grid operation and charge / discharge mode at a charge rate higher than the charge rate of the storage battery that can be discharged in the charge / discharge mode of the independent operation.
The storage battery charging / discharging system according to claim 1 , 2, or 3 .
前記制御装置は、前記電力変換装置を停止する、
ことを特徴とする請求項4に記載の蓄電池充放電システム。 In the overdischarge determination condition in the charge / discharge mode of the self-sustained operation, when the charging rate of the storage battery does not increase at a specified time,
The control device stops the power converter;
The storage battery charging / discharging system according to claim 4 .
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の蓄電池充放電システム。 The determination conditions for the overcharge and the overdischarge can be set by the user.
The storage battery charging / discharging system according to any one of claims 1 to 5 , wherein
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の蓄電池充放電システム。 Provide hysteresis for the overcharge and overdischarge determination conditions,
The storage battery charging / discharging system according to any one of claims 1 to 6 , wherein
前記制御装置は、前記蓄電池および前記監視装置が切断されるまで、前記過充電および前記過放電の判定結果を含む前記蓄電池の情報を保持する、
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1つに記載の蓄電池充放電システム。 When it is possible to disconnect the storage battery and the monitoring device,
The control device holds information on the storage battery including determination results of the overcharge and the overdischarge until the storage battery and the monitoring device are disconnected.
The storage battery charging / discharging system according to any one of claims 1 to 7 , wherein
前記制御装置は、前記電力変換装置を停止する、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の蓄電池充放電システム。 If the change in the charging rate of the storage battery is smaller than the specified rate of change,
The control device stops the power converter;
The storage battery charging / discharging system according to any one of claims 1 to 8 , wherein
前記電力変換装置へ交流電力を供給可能な電力系統と、
交流電力を消費する負荷と、
交流電力を供給可能な発電装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記負荷、前記発電装置、および、前記電力変換装置と前記電力系統との間の電力を監視して、売電電力、買電電力の条件により運転を再開する、
ことを特徴とする請求項9に記載の蓄電池充放電システム。 further,
A power system capable of supplying AC power to the power converter;
A load that consumes AC power;
A power generator capable of supplying AC power;
With
The control device monitors the power between the load, the power generation device, and the power conversion device and the power system, and resumes operation according to the conditions of power selling power and power purchasing power,
The storage battery charging / discharging system according to claim 9 .
前記電力変換装置へ交流電力を供給可能な電力系統と前記電力系統との接続を開閉可能な開閉装置と、
交流電力を消費する負荷と、
を備え、
前記制御装置は、過充電の判定により充電動作を停止した場合、前記開閉装置を監視し、前記負荷の消費により買電状態にあるときは、前記電力変換装置に対して前記蓄電池から電力を放電する制御を行い、前記蓄電池の充電率が過充電の判定条件以下へ低下後に充電動作を再開する、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の蓄電池充放電システム。 further,
An open / close device capable of opening and closing a connection between the power system and the power system capable of supplying AC power to the power converter;
A load that consumes AC power;
With
The control device monitors the switchgear when the charging operation is stopped due to overcharge determination, and discharges power from the storage battery to the power converter when the switch is in a power purchase state due to consumption of the load. And the charging operation of the storage battery is restarted after the charge rate of the storage battery falls below the determination condition for overcharging.
The storage battery charging / discharging system according to any one of claims 1 to 8 , wherein
前記電力変換装置へ交流電力を供給可能な電力系統と前記電力系統との接続を開閉可能な開閉装置と、
交流電力を供給可能な発電装置と、
を備え、
前記制御装置は、過放電の判定により放電動作を停止した場合、前記開閉装置を監視し、前記発電装置の発電により売電状態にあるときは、前記電力変換装置に対して前記蓄電池へ電力を充電する制御を行い、前記蓄電池の充電率が過放電の判定条件より増加後に放電動作を再開する、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の蓄電池充放電システム。 further,
An open / close device capable of opening and closing a connection between the power system and the power system capable of supplying AC power to the power converter;
A power generator capable of supplying AC power;
With
The control device monitors the switchgear when the discharge operation is stopped due to overdischarge determination, and when the power generation device generates power, the control device supplies power to the storage battery with respect to the power conversion device. Performing charging control, and restarting the discharge operation after the charge rate of the storage battery is increased from the overdischarge determination condition,
The storage battery charging / discharging system according to any one of claims 1 to 8 , wherein
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