JP2017099111A - Power storage system, control device and operating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流電力を交流電力に変換して出力する蓄電システム、制御装置、運転方法に関する。 The present invention relates to a power storage system that converts DC power into AC power and outputs the power, a control device, and an operation method.
安定した電力供給を可能にするために、蓄電池を用いた第１の蓄電回路に加えて、電気二重層コンデンサを用いた第２の蓄電回路が備えられる。外部負荷の消費電力が瞬間的に増加した場合、第２の蓄電回路から電力を供給した後に、第１の蓄電回路から電力が供給される（例えば、特許文献１参照）。 In order to enable stable power supply, a second power storage circuit using an electric double layer capacitor is provided in addition to the first power storage circuit using a storage battery. When the power consumption of the external load increases instantaneously, power is supplied from the first power storage circuit after power is supplied from the second power storage circuit (see, for example, Patent Document 1).
連携運転と自立運転とを切替可能な蓄電装置を複数備え、各蓄電装置の自立出力が並列接続されている蓄電システムがある。このような蓄電システムにおいて、いずれかの蓄電装置がマスタ蓄電装置として電圧制御を実行し、残りの蓄電装置がスレーブ蓄電装置として電流制御を実行する。一般的に、マスタ蓄電装置が電力の出力を開始してから、スレーブ蓄電装置が電力の出力を開始する。これは、電流制御であるスレーブ蓄電装置は重畳すべき電圧がなければ出力することができないためである。ここでは、蓄電システムが供給可能な電力以下の消費電力でありながら、各蓄電装置が供給可能な電力よりも大きな消費電力を有する負荷が蓄電システムに接続されている状況下において、マスタ蓄電装置だけが負荷に電力を供給している場合を想定する。このような場合が継続すると、当該マスタ蓄電装置は、過負荷のために停止してしまう。 There is a power storage system that includes a plurality of power storage devices that can switch between cooperative operation and self-sustained operation and in which the independent outputs of the power storage devices are connected in parallel. In such a power storage system, any one of the power storage devices performs voltage control as a master power storage device, and the remaining power storage devices perform current control as slave power storage devices. In general, after the master power storage device starts outputting power, the slave power storage device starts outputting power. This is because the slave power storage device that is current control cannot output without a voltage to be superimposed. Here, in a situation where a load having power consumption that is less than or equal to the power that can be supplied by the power storage system but that is larger than the power that can be supplied by each power storage device is connected to the power storage system, only the master power storage device Assume that is supplying power to the load. When such a case continues, the master power storage device stops due to overload.
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、消費電力の大きな負荷が接続されている場合であっても電力の供給を安定化する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for stabilizing the supply of power even when a load with large power consumption is connected.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の蓄電システムは、マスタ蓄電装置と、マスタ蓄電装置の出力端子と負荷とを結ぶ電路間において、マスタ蓄電装置に並列に接続されるスレーブ蓄電装置とを備える。マスタ蓄電装置は電圧制御を実行し、スレーブ蓄電装置は電流制御を実行し、（１）スレーブ蓄電装置の準備処理が完了してから、（２）マスタ蓄電装置の準備処理が完了すると、マスタ蓄電装置からの出力が開始された後、（３）スレーブ蓄電装置からの出力が開始される。 In order to solve the above-described problem, a power storage system according to an aspect of the present invention includes a master power storage device and a slave power storage device connected in parallel to the master power storage device between electrical paths connecting the output terminal of the master power storage device and a load. With. The master power storage device performs voltage control, the slave power storage device performs current control, and (2) after completion of the preparation processing of the slave power storage device, (2) when the preparation processing of the master power storage device is completed, After the output from the device is started, (3) the output from the slave power storage device is started.
本発明の別の態様は、制御装置である。この装置は、電圧制御を実行するマスタ蓄電装置の出力端子と負荷とを結ぶ電路間において、マスタ蓄電装置に並列に接続されるスレーブ蓄電装置に対して、電流制御を実行する制御装置であって、（１）本スレーブ蓄電装置の準備処理を完了してから、（２）マスタ蓄電装置の準備処理が完了すると、マスタ蓄電装置からの出力が開始された後、（３）本スレーブ蓄電装置からの出力を開始する。 Another aspect of the present invention is a control device. This device is a control device that performs current control on a slave power storage device connected in parallel to a master power storage device between electrical paths connecting an output terminal of the master power storage device that performs voltage control and a load. (1) After completing the preparation processing of the slave power storage device, (2) When the preparation processing of the master power storage device is completed, after the output from the master power storage device is started, (3) From the slave power storage device Starts output.
本発明の別の態様は、運転方法である。この方法は、マスタ蓄電装置と、マスタ蓄電装置の出力端子と負荷とを結ぶ電路間において、マスタ蓄電装置に並列に接続されるスレーブ蓄電装置とを備えるとともに、マスタ蓄電装置は電圧制御を実行し、スレーブ蓄電装置は電流制御を実行する蓄電システムにおける運転方法であって、スレーブ蓄電装置の準備処理を実行するステップと、スレーブ蓄電装置の準備処理が完了してから、マスタ蓄電装置の準備処理を実行するステップと、マスタ蓄電装置の準備処理が完了してから、マスタ蓄電装置からの出力を開始するステップと、マスタ蓄電装置からの出力が開始してから、スレーブ蓄電装置からの出力を開始するステップと、を備える。 Another aspect of the present invention is an operation method. The method includes a master power storage device and a slave power storage device connected in parallel to the master power storage device between a power path connecting the output terminal of the master power storage device and a load, and the master power storage device performs voltage control. The slave power storage device is an operation method in the power storage system that executes current control, and the step of executing the preparation processing of the slave power storage device and the preparation processing of the master power storage device after the preparation processing of the slave power storage device is completed. A step of executing, a step of starting output from the master power storage device after completion of preparation processing of the master power storage device, and a start of output from the slave power storage device after output from the master power storage device is started Steps.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、またはコンピュータプログラムを記録した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described components, the expression of the present invention converted between a method, an apparatus, a system, a computer program, or a recording medium on which the computer program is recorded are also effective as an aspect of the present invention. is there.
本発明によれば、消費電力の大きな負荷が接続されている場合であっても電力の供給を安定化できる。 According to the present invention, power supply can be stabilized even when a load with large power consumption is connected.
本発明の実施例を具体的に説明する前に、実施例の概要を説明する。実施例は、マスタ蓄電装置とスレーブ蓄電装置が負荷に対して並列に接続される蓄電システムに関する。蓄電システムは、商用電力系統によって供給される商用電力に協調するように動作する連系運転と、商用電力系統からの商用電力の供給が停止している場合に自立的に動作する自立運転とを切りかえながら実行する。ここでは、自立運転を説明の対象とするので、連系運転の説明を省略する。例えば、連系運転には公知の技術が使用されればよい。自立運転を実行している場合、前述のごとく、マスタ蓄電装置は電圧制御を実行し、スレーブ蓄電装置は電流制御を実行するので、スレーブ蓄電装置は、マスタ蓄電装置からの電力の出力を確認してから電力の出力を開始する。 Before specifically describing the embodiments of the present invention, an outline of the embodiments will be described. The embodiment relates to a power storage system in which a master power storage device and a slave power storage device are connected in parallel to a load. The power storage system includes a grid operation that operates so as to cooperate with the commercial power supplied by the commercial power system, and a self-sustained operation that operates independently when the supply of commercial power from the commercial power system is stopped. Execute while switching. Here, since self-sustained operation is an object of description, description of interconnected operation is omitted. For example, a known technique may be used for the interconnected operation. When autonomous operation is being performed, as described above, the master power storage device performs voltage control and the slave power storage device performs current control, so the slave power storage device confirms the output of power from the master power storage device. After that, start outputting power.
ここで、マスタ蓄電装置とスレーブ蓄電装置のそれぞれが供給可能な電力よりも大きな消費電力を有する負荷が蓄電システムに接続されている場合を想定する。なお、負荷の消費電力は、蓄電システムが供給可能な電力以下であるとする。特に、マスタ蓄電装置だけが電力の出力を開始し、スレーブ蓄電装置が電力の出力を開始していないと、マスタ蓄電装置だけが負荷に電力を供給する。このような状況が継続すると、マスタ蓄電装置の運転は、過負荷のために停止してしまう。さらに、マスタ蓄電装置の運転停止は、蓄電システムの自立運転の停止につながる。 Here, it is assumed that a load having power consumption larger than the power that each of the master power storage device and the slave power storage device can supply is connected to the power storage system. Note that the power consumption of the load is less than or equal to the power that can be supplied by the power storage system. In particular, if only the master power storage device starts outputting power and the slave power storage device does not start outputting power, only the master power storage device supplies power to the load. If such a situation continues, the operation of the master power storage device stops due to overload. Further, the operation stop of the master power storage device leads to the stop of the self-sustaining operation of the power storage system.
このような状況に対応するために、本実施例に係る蓄電システムでは、マスタ蓄電装置における準備処理の完了よりも先に、スレーブ蓄電装置における準備処理が完了される。準備処理の完了とは、電力を出力する前の段階までの処理が完了したことに相当する。スレーブ蓄電装置は、準備処理を完了すると、マスタ蓄電装置からの出力電圧を監視する。マスタ蓄電装置は、スレーブ蓄電装置における準備処理の完了後に、準備処理を完了すると、電力の出力を開始する。スレーブ蓄電装置は、マスタ蓄電装置からの出力を検出すると、電力の出力を開始する。マスタ蓄電装置からの出力が検出されるまでに、スレーブ蓄電装置における準備処理が完了しているので、マスタ蓄電装置による電力の出力の開始から、マスタ蓄電装置の出力開始とほぼ同時にスレーブ蓄電装置の出力が開始可能となる。 In order to cope with such a situation, in the power storage system according to the present embodiment, the preparation process in the slave power storage device is completed prior to the completion of the preparation process in the master power storage device. Completion of the preparation process corresponds to the completion of the process up to the stage before outputting power. When the slave power storage device completes the preparation process, the slave power storage device monitors the output voltage from the master power storage device. When the master power storage device completes the preparation processing after the completion of the preparation processing in the slave power storage device, the master power storage device starts outputting power. When the slave power storage device detects an output from the master power storage device, the slave power storage device starts outputting power. Since the preparation process in the slave power storage device is completed by the time the output from the master power storage device is detected, from the start of power output by the master power storage device, the slave power storage device Output can be started.
以下では、説明を明りょうにするために、（１）蓄電システム１００の構成および通常時の動作（以下、「通常動作」という）を説明した後に、（２）蓄電システム１００において電力の出力が開始される際の動作（以下、「開始動作」という）を説明する。なお、実際には、（２）開始動作が実行された後に、（１）通常動作が実行される。
In the following, for clarity of explanation, (1) the configuration of the
（１）構成および通常動作
図１は、本発明の実施例に係る蓄電システム１００の構成を示す。蓄電システム１００は、マスタ蓄電装置１０、スレーブ蓄電装置１２、トランス１４、負荷１６、第１電流センサ８４、第２電流センサ８６を含む。また、マスタ蓄電装置１０は、マスタ用蓄電池３０、マスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２、マスタ用制御部３４を含み、スレーブ蓄電装置１２は、リレー１８、スレーブ用蓄電池４０、スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２、スレーブ用制御部４４を含む。トランス１４は、一次巻線２０、二次巻線２２を含む。
(1) Configuration and Normal Operation FIG. 1 shows a configuration of a
マスタ用蓄電池３０は、直列または直並列接続された複数の蓄電池セルにより構成される。蓄電池セルには、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池などが使用される。なお、マスタ用蓄電池３０として、電気二重層コンデンサが使用されてもよい。マスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２は、自立運転時、つまりマスタ用蓄電池３０からの放電時、マスタ用蓄電池３０から供給される直流電力を交流電力に変換して第１出力端子３６、第２出力端子３８から出力する。本実施例では説明を省略するが、系統運転を考慮して、マスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２は、双方ＤＣ−ＡＣ変換部であってもよい。マスタ用制御部３４は、マスタ用蓄電池３０、マスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２を管理制御する。例えば、マスタ用制御部３４は、マスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２から交流電力を出力する際の電圧値を設定する。マスタ用制御部３４での処理については、後述する。
The
マスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２の第１出力端子３６には第１電圧線Ｌ１が接続され、第２出力端子３８には第２電圧線Ｌ２が接続される。第１電圧線Ｌ１、第２電圧線Ｌ２の２線によって２線式のマスタ交流電路７０が構成される。マスタ交流電路７０は、トランス１４を介して、３線式の自立電路７２に電気的に接続される。具体的に説明すると、マスタ交流電路７０における第１電圧線Ｌ１は、トランス１４の一次巻線２０の一端に接続され、第２電圧線Ｌ２は、一次巻線２０の他端に接続される。トランス１４は、一次巻線２０に加えて二次巻線２２も備えており、二次巻線２２の一端は、自立電路７２の第１電圧線Ｌ１１に接続され、二次巻線２２の他端は、自立電路７２の第２電圧線Ｌ１２に接続される。さらに、自立電路７２の中性点は、自立電路７２の中性線Ｌ１０に接続される。
The
このトランス１４は、マスタ交流電路７０からの２線式２００Ｖの交流電力を単相３線式２００／１００Ｖの交流電力に変換して自立電路７２に出力する。そのため、第１電圧線Ｌ１１と第２電圧線Ｌ１２との間の線間電圧は２００Ｖであり、第１電圧線Ｌ１１と中性線Ｌ１０との間の線間電圧は１００Ｖであり、第２電圧線Ｌ１２と中性線Ｌ１０との間の線間電圧は１００Ｖである。自立電路７２における二次巻線２２の反対側には、負荷１６が接続される。負荷１６は、任意の電気機器であるが、その消費電力は、マスタ蓄電装置１０から供給可能な電力、後述のスレーブ蓄電装置１２から供給可能な電力のそれぞれよりも大きく、かつマスタ蓄電装置１０とスレーブ蓄電装置１２によって供給可能な電力以下である。例えば、マスタ蓄電装置１０が供給可能な電力が「３ｋＷ」であり、スレーブ蓄電装置１２が供給可能な電力も「３ｋＷ」である場合、負荷１６の消費電力は、３ｋＷよりも大きく、かつ６ｋＷ以下である。
The
スレーブ用蓄電池４０、スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２は、マスタ用蓄電池３０、マスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２と同様である。なお、スレーブ用蓄電池４０の構成はマスタ用蓄電池３０の構成と異なっていてもよい。スレーブ用制御部４４は、マスタ用制御部３４と互いに独立して構成され、スレーブ用蓄電池４０、スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２を管理制御する。例えば、スレーブ用制御部４４は、スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２から交流電力を出力する際の電流値を設定する。スレーブ用制御部４４での処理については、後述する。
The
スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２の第１出力端子４６には第１電圧線Ｌ２１が接続され、第２出力端子４８には第２電圧線Ｌ２２が接続される。第１電圧線Ｌ２１、第２電圧線Ｌ２２の２線によって２線式のスレーブ交流電路７４が構成される。スレーブ交流電路７４は、スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２の反対側において自立電路７２に接続される。具体的に説明すると、スレーブ交流電路７４の第１電圧線Ｌ２１は、第１接続点７６において、自立電路７２の第１電圧線Ｌ１１に接続され、スレーブ交流電路７４の第２電圧線Ｌ２２は、第２接続点７８において、自立電路７２の第２電圧線Ｌ１２に接続される。つまり、スレーブ蓄電装置１２は、自立電路７２の間において、マスタ蓄電装置１０に並列に接続される。
The
リレー１８は、スレーブ交流電路７４において、第１接続点７６および第２接続点７８と、スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２との間に配置される。リレー１８がオンにされることによって、スレーブ交流電路７４が導通し、リレー１８がオフにされることによってスレーブ交流電路７４が遮断される。ここで、リレー１８のオン／オフは、例えば、スレーブ用制御部４４によって制御される。なお、通常動作において、リレー１８はオンにされている。
The
自立運転における通常動作において、マスタ用制御部３４は、マスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２に電圧制御を実行させる。ここで、マスタ用制御部３４は、マスタ蓄電装置の出力電圧が目標電圧となるようマスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２を制御する。なお、目標電圧は、商用電力系統の公称電圧に設定されており、例えば、２００Ｖである。マスタ用制御部３４は、マスタ蓄電装置の出力電圧が目標電圧と目標周波数に一致するようなＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号をマスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２に出力する。これにより、マスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２は、目標電圧と目標周波数を有した交流電力を出力する。
In the normal operation in the independent operation, the
一方、自立運転における通常動作において、スレーブ用制御部４４は、スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２に電流制御を実行させる。ここで、スレーブ用制御部４４は、スレーブ蓄電装置の出力電流が目標電流となるようスレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２を制御する。スレーブ用制御部４４が目標電流を決定するために、図１のごとく、自立電路７２の第１電圧線Ｌ１１には、第１電流センサ８４が設けられ、第２電圧線Ｌ１２には、第２電流センサ８６が設けられる。第１電流センサ８４は、第１電圧線Ｌ１１の第１負荷電流Ｉ１１を測定し、測定結果をスレーブ用制御部４４に出力する。一方、第２電流センサ８６は、第２電圧線Ｌ１２の第２負荷電流Ｉ１２を測定し、測定結果をスレーブ用制御部４４に出力する。ここで、第１負荷電流Ｉ１１、第２負荷電流Ｉ１２は、図１中の矢印の方向を正とする。なお、第１電流センサ８４、第２電流センサ８６の測定結果は、スレーブ用制御部４４がサンプリング周期毎に取得する。
On the other hand, in the normal operation in the independent operation, the
図２は、スレーブ用制御部４４の構成を示す。スレーブ用制御部４４は、入力部５０、測定部５２、取得部５６、処理部５８を含む。取得部５６は、第１電流センサ８４から、第１負荷電流Ｉ１１の測定結果を取得するとともに、第２電流センサ８６から、第２負荷電流Ｉ１２の測定結果を取得する。取得部５６は、第１負荷電流Ｉ１１の測定結果と第２負荷電流Ｉ１２の測定結果とを処理部５８に出力する。処理部５８は、第１負荷電流Ｉ１１の測定結果と第２負荷電流Ｉ１２の測定結果とをもとに、負荷１６の消費電力を導出する。ここで、第１負荷電流Ｉ１１は、第１電圧線Ｌ１１および中性線Ｌ１０で構成される１００Ｖ系の負荷電流に相当し、第２負荷電流Ｉ１２は、第２電圧線Ｌ１２および中性線Ｌ１０で構成される１００Ｖ系の負荷電流に相当する。そのため、処理部５８は、（第１負荷電流Ｉ１１＋第２負荷電流Ｉ１２）×１００を計算することによって、負荷１６の消費電力を導出する。
FIG. 2 shows the configuration of the
次に、処理部５８は、負荷１６の消費電力を、スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２から出力する交流出力の電圧２００Ｖで除算することによって、換算電流を導出する。換算電流は、マスタ交流電路７０、スレーブ交流電路７４において、負荷１６の消費電力を供給可能な電流である。
Next, the
（２）開始動作
開始動作は、（２−１）スレーブ蓄電装置１２の準備処理、（２−２）マスタ蓄電装置１０の準備処理および出力開始、（２−３）スレーブ蓄電装置１２の出力開始の順に実行される。ここでは、（２−１）、（２−２）、（２−３）の順に説明する。
(2) Start operation The start operation includes (2-1) preparation process of slave
（２−１）スレーブ蓄電装置１２の準備処理
図２における入力部５０は、スレーブ蓄電装置１２の動作を開始させるための信号（以下、「開始信号Ｓ２」という）を入力する。開始信号Ｓ２は、スレーブ蓄電装置１２に備えられたボタン（図示せず）をユーザが押し下げた場合や、スレーブ蓄電装置１２が系統運転から自立運転に切りかわった場合に、入力部５０に入力される。入力部５０が開始信号Ｓ２の入力を処理部５８に通知することによって、処理部５８は立ち上がる。処理部５８は、立ち上がると、図１のリレー１８をオフからオンに切りかえる。
(2-1) Preparation Process of Slave
また、処理部５８は、立ち上がると、カウンタ５４における内部シーケンスカウンタのカウントアップを指示する。カウンタ５４は、処理部５８からの指示を受けつけると、所定のクロックで、内部シーケンスカウンタを「０」からカウントアップする。内部シーケンスカウンタは、「２０」までカウントアップされ、「２０」を維持し続ける。なお、カウンタ５４は、処理部５８の動作が停止された場合に、内部シーケンスカウンタを「０」にリセットする。
When the
図３（ａ）−（ｈ）は、蓄電システム１００における動作の概要を示す。図３（ａ）−（ｄ）は、マスタ蓄電装置１０の動作を示し、図３（ｅ）−（ｈ）は、スレーブ蓄電装置１２の動作を示す。図３（ｅ）は、開始信号Ｓ２を示す。入力部５０が開始信号Ｓ２を入力することは、タイミングＴ２において、開始信号Ｓ２が「ロー」状態から「ハイ」状態に切りかわることに相当する。図３（ｆ）は、内部シーケンスカウンタの値を示す。図示のごとく、タイミングＴ２より、内部シーケンスカウンタは、「０」から「２０」までカウントアップされる。図２に戻る。
3A to 3H show an outline of the operation in the
測定部５２は、図１の第３接続点８０、第４接続点８２に接続される。第３接続点８０は、第１電圧線Ｌ２１における第１出力端子４６とリレー１８との間に設けられ、第４接続点８２は、第２電圧線Ｌ２２における第２出力端子４８とリレー１８との間に設けられる。測定部５２は、リレー１８がオンにされ、かつマスタ蓄電装置１０から交流電力が出力されている場合に、マスタ蓄電装置１０からの出力電圧を測定する。測定部５２は、出力電圧として、電圧の実効値を測定する。なお、測定部５２が測定を開始したタイミングにおいて、マスタ蓄電装置１０は交流電力を出力していないので、測定部５２において測定した出力電圧は「０Ｖ」に近くなる。処理部５８は、カウンタ５４における内部シーケンスカウンタが「８」になるまでの間を「第２準備期間」として、測定部５２に出力電圧の測定を実行させる。
The measuring
処理部５８は、第２準備期間を経過した後も、測定部５２に出力電圧の測定を実行させるとともに、出力電圧としきい値とを比較する。しきい値は、マスタ蓄電装置１０からの交流電力の出力が確認されるように、例えば、整定値である「２００Ｖ」近くに設定される。処理部５８は、第２準備期間を経過してから、出力電圧がしきい値以上になるまでの期間を「判定期間」として管理する。図３（ｇ）は、処理部５８において管理される状態を示し、内部シーケンスカウンタ「０」から「８」までの第２準備期間につづいて、内部シーケンスカウンタ「８」以降の判定期間が配置される。
Even after the second preparation period has elapsed, the
（２−２）マスタ蓄電装置１０の準備処理および出力開始
図１のマスタ蓄電装置１０のマスタ用制御部３４には、マスタ蓄電装置１０の動作を開始させるための信号（以下、「開始信号Ｓ１」という）が入力される。開始信号Ｓ１は、開始信号Ｓ２と同様に、マスタ蓄電装置１０に備えられたボタン（図示せず）をユーザが押し下げた場合や、マスタ蓄電装置１０が系統運転から自立運転に切りかわった場合に入力される。開始信号Ｓ１の入力によって、マスタ用制御部３４は立ち上がる。
(2-2) Preparation Processing and Start of Output of Master
また、マスタ用制御部３４は、立ち上がると、内部シーケンスカウンタのカウントアップを開始する。内部シーケンスカウンタは、所定のクロックで、「０」から「２０」までカウントアップされ、「２０」を維持し続ける。内部シーケンスカウンタは、マスタ用制御部３４の動作が停止された場合に「０」にリセットされる。さらに、マスタ用制御部３４は、内部シーケンスカウンタが「０」から「２０」までの間を「第１準備期間」として規定する。第１準備期間は、交流電力を出力するまでの待機期間といえる。
Further, when the
マスタ用制御部３４は、内部シーケンスカウンタが「２０」になると、つまり、第１準備期間が経過・完了すると、第１準備期間を「自立出力期間」に切りかえる。自立出力期間において、マスタ用制御部３４は、マスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２にＰＷＭ信号を出力する。マスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２は、ＰＷＭ信号を入力すると、交流電力の出力を開始する。そのため、自立出力期間になると、マスタ蓄電装置１０は、前述の通常動作を実行するといえる。
When the internal sequence counter reaches “20”, that is, when the first preparation period has elapsed / completed, the
図３（ａ）は、開始信号Ｓ１を示す。マスタ用制御部３４が開始信号Ｓ１を入力することは、タイミングＴ１において、開始信号Ｓ１が「ロー」状態から「ハイ」状態に切りかわることに相当する。なお、ここでは、タイミングＴ１は、タイミングＴ２よりも後に到来する。これは、ユーザが、スレーブ蓄電装置１２のボタンを押し下げてから、マスタ蓄電装置１０のボタンを押し下げることに相当する。図３（ｂ）は、内部シーケンスカウンタの値を示す。図示のごとく、タイミングＴ１より、内部シーケンスカウンタは、「０」から「２０」までカウントアップされる。
FIG. 3A shows the start signal S1. The input of the start signal S1 by the
図３（ｃ）は、マスタ用制御部３４において管理される状態を示し、内部シーケンスカウンタ「０」から「２０」までの第１準備期間につづいて、内部シーケンスカウンタ「２０」以降の自立出力期間が配置される。ここで、第１準備期間は第２準備期間よりも遅く開始されるとともに、第１準備期間は第２準備期間よりも長くされる。そのため、スレーブ蓄電装置１２の第２準備期間が完了してから、マスタ蓄電装置１０の第１準備期間が完了する。図３（ｄ）は、マスタ用制御部３４がマスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部３２に出力するＰＷＭ信号を示す。第１準備期間においてＰＷＭ信号は出力されないが、自立出力期間においてＰＷＭ信号は出力される。図１に戻る。このように、マスタ用制御部３４は、マスタ蓄電装置１０における準備処理、出力の開始を制御する。
FIG. 3C shows a state managed by the
（２−３）スレーブ蓄電装置１２の出力開始
図２の測定部５２は、判定期間において出力電圧を測定し続けているが、マスタ蓄電装置１０が交流電力の出力を開始することによって、処理部５８は、測定部５２において測定した出力電圧がしきい値以上になったことを検出する。処理部５８は、出力電圧がしきい値以上になったことを検出すると、判定期間を「自立出力期間」に切りかえる。自立出力期間において、処理部５８は、スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２にＰＷＭ信号を出力する。スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２は、ＰＷＭ信号を入力すると、交流電力の出力を開始する。つまり、スレーブ蓄電装置１２は、マスタ蓄電装置１０からの出力が開始してから、出力を開始する。そのため、自立出力期間になると、スレーブ蓄電装置１２は、前述の通常動作を実行するといえる。
(2-3) Start of Output of Slave
図３（ｇ）では、判定期間につづいて自立出力期間が配置される。図３（ｈ）は、処理部５８がスレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２に出力するＰＷＭ信号を示す。第２準備期間、判定期間においてＰＷＭ信号は出力されないが、自立出力期間においてＰＷＭ信号は出力される。このように、スレーブ用制御部４４は、スレーブ蓄電装置１２における準備処理、出力の開始を制御する。
In FIG. 3G, an independent output period is arranged following the determination period. FIG. 3H shows a PWM signal output from the
図３（ａ）−（ｈ）においては、スレーブ蓄電装置１２に開始信号Ｓ２が入力された後に、マスタ蓄電装置１０に開始信号Ｓ１が入力されている。前述のごとく、第２準備期間は第１準備期間よりも短いので、スレーブ蓄電装置１２における第２準備期間が完了した後に、マスタ蓄電装置１０における第１準備期間が完了する。さらに、マスタ蓄電装置１０が、第１準備期間が完了すると交流電力の出力を開始し、これにつづいて、スレーブ蓄電装置１２が、交流電力の出力を開始する。以下では、スレーブ蓄電装置１２に開始信号Ｓ２が入力されるタイミングＴ２と、マスタ蓄電装置１０に開始信号Ｓ１が入力されるタイミングＴ１との相対的な関係が異なる場合を説明する。
3A to 3H, the start signal S1 is input to the master
図４（ａ）−（ｈ）は、蓄電システム１００における別の動作の概要を示す。これは、スレーブ蓄電装置１２に開始信号Ｓ２が入力されるタイミングＴ２と、マスタ蓄電装置１０に開始信号Ｓ１が入力されるタイミングＴ１が同一の場合である。図４（ａ）−（ｄ）は、マスタ蓄電装置１０の動作を示し、これは、図３（ａ）−（ｄ）と同一である。図４（ｅ）−（ｈ）は、図３（ｅ）−（ｈ）と同様に、スレーブ蓄電装置１２の動作を示すが、開始信号Ｓ２が、タイミングＴ１と同一のタイミングＴ２において入力される。このようなタイミングに開始信号Ｓ２が入力されても、図４（ｇ）に示すように、第１準備期間が完了する前に、第２準備期間が完了する。これにつづく動作は、これまでと同様である。
4A to 4H show an outline of another operation in the
図５（ａ）−（ｈ）は、蓄電システム１００におけるさらに別の動作の概要を示す。これは、スレーブ蓄電装置１２に開始信号Ｓ２が入力されるタイミングＴ２よりも、マスタ蓄電装置１０に開始信号Ｓ１が入力されるタイミングＴ１の方が先の場合である。図５（ａ）−（ｄ）は、マスタ蓄電装置１０の動作を示し、これは、図３（ａ）−（ｄ）と同一である。図５（ｅ）−（ｈ）は、図３（ｅ）−（ｈ）と同様に、スレーブ蓄電装置１２の動作を示すが、開始信号Ｓ２が、タイミングＴ１よりも後のタイミングＴ２において入力される。このようなタイミングに開始信号Ｓ２が入力されても、図５（ｇ）に示すように、第１準備期間が完了する前に、第２準備期間が完了する。つまり、第１準備期間と第２準備期間との差よりも短ければ、タイミングＴ１よりもタイミングＴ２が後であっても、第１準備期間が完了する前に、第２準備期間が完了する。これにつづく動作は、これまでと同様である。
FIGS. 5A to 5H show an outline of still another operation in the
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。 This configuration can be realized in terms of hardware by a CPU, memory, or other LSI of any computer, and in terms of software, it can be realized by a program loaded in the memory, but here it is realized by their cooperation. Draw functional blocks. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms only by hardware, or by a combination of hardware and software.
以上の構成による蓄電システム１００の動作を説明する。図６は、スレーブ蓄電装置１２による出力の開始手順を示すフローチャートである。処理部５８は、立ち上げられた後（Ｓ１０）、第２準備期間が経過しなければ（Ｓ１２のＮ）、待機する。第２準備期間が経過した場合（Ｓ１２のＹ）、出力電圧がしきい値以上でなければ（Ｓ１４のＮ）、処理部５８は待機する。出力電圧がしきい値以上である場合（Ｓ１４のＹ）、処理部５８は、スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部４２に出力を開始させる（Ｓ１６）。
The operation of the
本実施例によれば、スレーブ蓄電装置１２、マスタ蓄電装置１０のそれぞれの準備処理の完了につづいて、マスタ蓄電装置１０からの出力が開始された後、スレーブ蓄電装置１２からの出力が開始されるので、マスタ蓄電装置１０の出力開始とスレーブ蓄電装置１２の出力開始をほぼ同時にできる。また、マスタ蓄電装置１０の出力開始とスレーブ蓄電装置１２の出力開始をほぼ同時にできるので、負荷１６の消費電力が大きい場合であっても、マスタ蓄電装置１０だけが出力電力を出力している期間を短縮できる。また、マスタ蓄電装置１０だけが出力電力を出力している期間が短縮されるので、マスタ蓄電装置１０が動作を停止する可能性を低減できる。また、マスタ蓄電装置１０が動作を停止する可能性が低減されるので、消費電力の大きな負荷１６が接続されている場合であっても電力の供給を安定化できる。
According to the present embodiment, after completion of the preparation processes of the slave
また、第１準備期間が第２準備期間よりも長いので、スレーブ蓄電装置１２に開始信号Ｓ２が入力されるよりも、マスタ蓄電装置１０に開始信号Ｓ１が入力される場合であっても、第１準備期間の完了よりも第２準備期間を先に完了できる。また、マスタ用制御部３４とスレーブ用制御部４４とが互いに独立して構成されるので、制御を簡易にできる。
Further, since the first preparation period is longer than the second preparation period, even if the start signal S1 is input to the master
本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の蓄電システム１００は、マスタ蓄電装置１０と、マスタ蓄電装置１０の第１出力端子３６、第２出力端子３８と負荷１６とを結ぶ自立電路７２間において、マスタ蓄電装置１０に並列に接続されるスレーブ蓄電装置１２とを備える。マスタ蓄電装置１０は電圧制御を実行し、スレーブ蓄電装置１２は電流制御を実行し、（１）スレーブ蓄電装置１２の準備処理が完了してから、（２）マスタ蓄電装置１０の準備処理が完了すると、マスタ蓄電装置１０からの出力が開始された後、（３）スレーブ蓄電装置１２からの出力が開始される。
The outline of one embodiment of the present invention is as follows. The
マスタ蓄電装置１０は、立上げ後に、第１の準備期間を経過してから出力を開始し、スレーブ蓄電装置１２は、立上げ後に、第２の準備期間を経過してから、マスタ蓄電装置１０からの出力電圧がしきい値以上になった場合に、出力を開始し、第１の準備期間は、第２の準備期間よりも長い。
Master
マスタ蓄電装置１０は、準備処理、出力の開始を制御するためのマスタ用制御部３４を備えてもよい。スレーブ蓄電装置１２は、準備処理、出力の開始を制御するためのスレーブ用制御部４４を備えてもよい。マスタ用制御部３４とスレーブ用制御部４４とは、互いに独立して構成されてもよい。
Master
本発明の別の態様は、スレーブ用制御部４４である。この装置は、電圧制御を実行するマスタ蓄電装置１０の第１出力端子３６、第２出力端子３８と負荷１６とを結ぶ自立電路７２間において、マスタ蓄電装置１０に並列に接続されるスレーブ蓄電装置１２に対して、電流制御を実行するスレーブ用制御部４４であって、（１）本スレーブ蓄電装置１２の準備処理を完了してから、（２）マスタ蓄電装置１０の準備処理が完了すると、マスタ蓄電装置１０からの出力が開始された後、（３）本スレーブ蓄電装置１２からの出力を開始する。
Another aspect of the present invention is the
本発明の別の態様は、運転方法である。この方法は、マスタ蓄電装置１０と、マスタ蓄電装置１０の第１出力端子３６、第２出力端子３８と負荷１６とを結ぶ自立電路７２間において、マスタ蓄電装置１０に並列に接続されるスレーブ蓄電装置１２とを備えるとともに、マスタ蓄電装置１０は電圧制御を実行し、スレーブ蓄電装置１２は電流制御を実行する蓄電システム１００における運転方法であって、スレーブ蓄電装置１２の準備処理を実行するステップと、スレーブ蓄電装置１２の準備処理が完了してから、マスタ蓄電装置１０の準備処理を実行するステップと、マスタ蓄電装置１０の準備処理が完了してから、マスタ蓄電装置１０からの出力を開始するステップと、マスタ蓄電装置１０からの出力が開始してから、スレーブ蓄電装置１２からの出力を開始するステップと、を備える。
Another aspect of the present invention is an operation method. In this method, the slave power storage connected in parallel to the master
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each of those constituent elements or combinations of processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. .
本実施例において、マスタ蓄電装置１０にはマスタ用蓄電池３０が接続され、スレーブ蓄電装置１２にはスレーブ用蓄電池４０が接続される。しかしながらこれに限らず例えば、マスタ蓄電装置１０、スレーブ蓄電装置１２に、太陽電池が接続されてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
In the present embodiment, a
１０ マスタ蓄電装置、 １２ スレーブ蓄電装置、 １４ トランス、 １６ 負荷、 １８ リレー、 ２０ 一次巻線、 ２２ 二次巻線、 ３０ マスタ用蓄電池、 ３２ マスタ用ＤＣ−ＡＣ変換部、 ３４ マスタ用制御部、 ３６ 第１出力端子、 ３８ 第２出力端子、 ４０ スレーブ用蓄電池、 ４２ スレーブ用ＤＣ−ＡＣ変換部、 ４４ スレーブ用制御部（制御装置）、 ４６ 第１出力端子、 ４８ 第２出力端子、 ５０ 入力部、 ５２ 測定部、 ５４ カウンタ、 ５６ 取得部、 ５８ 処理部、 １００ 蓄電システム。 10 master power storage device, 12 slave power storage device, 14 transformer, 16 load, 18 relay, 20 primary winding, 22 secondary winding, 30 master storage battery, 32 master DC-AC conversion unit, 34 master control unit, 36 1st output terminal, 38 2nd output terminal, 40 Storage battery for slaves, 42 DC-AC conversion part for slaves, 44 Control part for slaves (control device), 46 1st output terminal, 48 2nd output terminal, 50 inputs Unit, 52 measurement unit, 54 counter, 56 acquisition unit, 58 processing unit, 100 power storage system.
Claims (5)
前記マスタ蓄電装置の出力端子と負荷とを結ぶ電路間において、前記マスタ蓄電装置に並列に接続されるスレーブ蓄電装置とを備え、
前記マスタ蓄電装置は電圧制御を実行し、前記スレーブ蓄電装置は電流制御を実行し、
（１）前記スレーブ蓄電装置の準備処理が完了してから、（２）前記マスタ蓄電装置の準備処理が完了すると、前記マスタ蓄電装置からの出力が開始された後、（３）前記スレーブ蓄電装置からの出力が開始されることを特徴とする蓄電システム。 A master power storage device;
A slave power storage device connected in parallel to the master power storage device, between the electrical circuit connecting the output terminal of the master power storage device and a load,
The master power storage device performs voltage control, the slave power storage device performs current control,
(1) After completion of the preparation process of the slave power storage device, (2) when the preparation process of the master power storage device is completed, after the output from the master power storage device is started, (3) the slave power storage device The power storage system is characterized in that output from is started.
前記スレーブ蓄電装置は、立上げ後に、第２の準備期間を経過してから、前記マスタ蓄電装置からの出力電圧がしきい値以上になった場合に、出力を開始し、
前記第１の準備期間は、前記第２の準備期間よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。 The master power storage device starts output after the first preparation period has elapsed after startup,
The slave power storage device starts output when the output voltage from the master power storage device is equal to or higher than a threshold after the second preparation period has elapsed after startup,
The power storage system according to claim 1, wherein the first preparation period is longer than the second preparation period.
前記スレーブ蓄電装置は、準備処理、出力の開始を制御するためのスレーブ用制御部を備え、
前記マスタ用制御部と前記スレーブ用制御部とは、互いに独立して構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電システム。 The master power storage device includes a master control unit for controlling preparation processing and output start,
The slave power storage device includes a slave control unit for controlling preparation processing and output start,
The power storage system according to claim 1, wherein the master control unit and the slave control unit are configured independently of each other.
（１）本スレーブ蓄電装置の準備処理を完了してから、（２）前記マスタ蓄電装置の準備処理が完了すると、前記マスタ蓄電装置からの出力が開始された後、（３）本スレーブ蓄電装置からの出力を開始することを特徴とする制御装置。 A control device that performs current control on a slave power storage device connected in parallel to the master power storage device between electrical paths connecting an output terminal and a load of the master power storage device that performs voltage control,
(1) After completing the preparation process for the slave power storage device, (2) when the preparation process for the master power storage device is completed, output from the master power storage device is started, and (3) the slave power storage device The control apparatus characterized by starting the output from.
前記スレーブ蓄電装置の準備処理を実行するステップと、
前記スレーブ蓄電装置の準備処理が完了してから、前記マスタ蓄電装置の準備処理を完了するステップと、
前記マスタ蓄電装置の準備処理が完了してから、前記マスタ蓄電装置からの出力を開始するステップと、
前記マスタ蓄電装置からの出力が開始してから、前記スレーブ蓄電装置からの出力を開始するステップと、
を備えることを特徴とする運転方法。 A master power storage device and a slave power storage device connected in parallel to the master power storage device between a power circuit connecting an output terminal and a load of the master power storage device, the master power storage device performs voltage control, The slave power storage device is an operation method in a power storage system that performs current control,
Executing a preparation process of the slave power storage device;
Completing the preparation process of the master power storage device after the preparation processing of the slave power storage device is completed;
A step of starting output from the master power storage device after completion of the preparation process of the master power storage device;
Starting the output from the slave power storage device after the output from the master power storage device is started;
A driving method characterized by comprising:
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