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JP5113789B2 - Charge / discharge control device and charge / discharge control method - Google Patents

Charge / discharge control device and charge / discharge control method Download PDF

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JP5113789B2
JP5113789B2 JP2009075403A JP2009075403A JP5113789B2 JP 5113789 B2 JP5113789 B2 JP 5113789B2 JP 2009075403 A JP2009075403 A JP 2009075403A JP 2009075403 A JP2009075403 A JP 2009075403A JP 5113789 B2 JP5113789 B2 JP 5113789B2
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Description

本発明は、自然エネルギ発電装置の出力変動を抑制する充放電制御技術に関する。   The present invention relates to a charge / discharge control technique for suppressing output fluctuation of a natural energy power generation apparatus.

風力発電や太陽光発電等の自然エネルギを利用する自然エネルギ発電装置は、自然条件の変化によって発電電力が変動するため、その自然エネルギ発電装置の導入量が増加すると、それに連系する電力系統に周波数変動や電圧変動等の悪影響を及ぼす可能性がある。その対策の一つとして、自然エネルギ発電装置に蓄電装置を併設し、その電力系統の電圧変動を抑制する方法が提案されている。例えば、特許文献1に記載の自然エネルギ発電装置の出力変動を補償する蓄電装置は、2つの電池を備え、定期的に放電と充電とを切り替えて、自然エネルギ発電装置の出力変動を補償するものである。   Natural energy generators that use natural energy, such as wind power generation and solar power generation, fluctuate in the generated power due to changes in natural conditions. There is a possibility of adverse effects such as frequency fluctuations and voltage fluctuations. As one of countermeasures, a method has been proposed in which a power storage device is provided in addition to a natural energy power generation device to suppress voltage fluctuations in the power system. For example, a power storage device that compensates for output fluctuations of a natural energy power generation device described in Patent Document 1 includes two batteries and periodically switches between discharging and charging to compensate for output fluctuations of the natural energy power generation device. It is.

特開2001−157382号公報JP 2001-157382 A

しかしながら、特許文献1に記載の蓄電装置では、放電と充電との切り替え期間を蓄電装置の定格容量に合わせて予め決めてしまっている(段落0022、0024参照)。そのため、自然エネルギ発電装置の導入量が増加した場合の大きな出力変動に適応しつつ、蓄電装置を構成する電池間で放電と充電とを適応的に切り替えることができないという問題がある。そこで、本発明は、自然エネルギ発電装置の出力変動を規定範囲に抑制しながら、適応的に電池の充放電管理を行える充放電制御技術を提供することを課題とする。   However, in the power storage device described in Patent Document 1, the switching period between discharging and charging is determined in advance according to the rated capacity of the power storage device (see paragraphs 0022 and 0024). Therefore, there is a problem that it is not possible to adaptively switch between discharging and charging between batteries constituting the power storage device while adapting to a large output fluctuation when the amount of introduction of the natural energy power generation device increases. Then, this invention makes it a subject to provide the charging / discharging control technique which can perform charging / discharging management of a battery adaptively, suppressing the output fluctuation | variation of a natural energy power generation device to a regulation range.

前記課題を解決するために、本発明における充放電制御装置は、電池(複数の単電池を直列に接続した場合を含む)に電力変換器(インバータおよびコンバータ)を接続したユニットを複数並列に備える蓄電装置を制御するために、該ユニットごとにその充放電を制御する電力変換器コントローラと、さらに、複数の前記電力変換器コントローラを一つのグループとして充放電制御を行うグループコントローラと、そのグループコントローラを介して前記蓄電装置全体の充放電を制御する統括コントローラとを備え、自然エネルギ発電装置の出力変動を規定範囲に抑制することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the charge / discharge control device according to the present invention includes a plurality of units in which a power converter (inverter and converter) is connected in parallel to a battery (including a case where a plurality of single cells are connected in series). In order to control the power storage device, a power converter controller that controls charge / discharge of each unit, a group controller that performs charge / discharge control with a plurality of the power converter controllers as one group, and the group controller And an overall controller for controlling charging / discharging of the entire power storage device, and the output fluctuation of the natural energy power generation device is suppressed within a specified range.

本発明によれば、自然エネルギ発電装置の出力変動を規定範囲に抑制しながら、適応的に電池の充放電管理を行える充放電制御技術を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the charging / discharging control technique which can perform charging / discharging management of a battery adaptively, suppressing the output fluctuation of a natural energy power generation device to a regulation range.

本実施形態における電力システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electric power system in this embodiment. 統括コントローラの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a general controller. グループ充放電指令値配分部における配分方法の概要を示す図であり、(a)は放電の場合を示す図であり、(b)は充電の場合を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the allocation method in a group charge / discharge command value distribution part, (a) is a figure which shows the case of discharge, (b) is a figure which shows the case of charge. グループ充放電指令値配分部における処理の流れ(放電の場合)を示す図である。It is a figure which shows the flow (in the case of discharge) of the process in a group charge / discharge command value distribution part. グループ充放電指令値配分部における処理の流れ(充電の場合)を示す図である。It is a figure which shows the flow (in the case of charge) of the process in a group charge / discharge command value distribution part. グループコントローラの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a group controller. 電力変換器コントローラの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a power converter controller. ゲートパルス停止方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the gate pulse stop method. 回復充電時の各ユニットの充放電状態の時間経過の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the time passage of the charging / discharging state of each unit at the time of recovery charge.

次に、本発明を実施するための形態(以降、「実施形態」と称す)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。   Next, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

本実施形態における電力システム1の構成について、図1を用いて説明する。
図1に示すように、電力システム1は、自然エネルギ発電装置80から出力される電力PNおよび蓄電装置100から出力される電力PB(放電を正、充電を負とする)の合計が、連系点Aにおいて電力系統90の系統電力PSとなるように調整する。なお、自然エネルギ発電装置80は、風力発電装置や太陽光発電装置等である。したがって、電力PNは、自然エネルギの変化によって変動する。そこで、蓄電装置100は、電力PNの変動を吸収し、系統電力PSが規定変動範囲内に収まるように、その蓄電装置100内に備えられている電池60の充放電を制御する。なお、電池60は、二次電池であって、鉛電池やNaS(ナトリウム硫黄)電池、電気二重層コンデンサ、レドックスフロー電池等である。
The configuration of the power system 1 in the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the power system 1 is configured such that the sum of the power PN output from the natural energy power generation device 80 and the power PB output from the power storage device 100 (discharge is positive and charge is negative) The point A is adjusted so as to be the system power PS of the power system 90. The natural energy power generation device 80 is a wind power generation device, a solar power generation device, or the like. Therefore, the electric power PN fluctuates due to changes in natural energy. Therefore, power storage device 100 absorbs fluctuations in power PN and controls charging / discharging of battery 60 provided in power storage device 100 so that system power PS falls within a specified fluctuation range. The battery 60 is a secondary battery, and is a lead battery, a NaS (sodium sulfur) battery, an electric double layer capacitor, a redox flow battery, or the like.

蓄電装置100は、電池60および電力変換器50をユニット51とし、そのユニット51を並列に接続し、変圧器70を介して電力PBを出力する。ユニット51の数は、例えば、100程度である。電池60の回復充電を含む充放電管理は、充放電制御装置10によって、ユニット51を単位として行われる。   The power storage device 100 includes the battery 60 and the power converter 50 as a unit 51, connects the units 51 in parallel, and outputs power PB via the transformer 70. The number of units 51 is about 100, for example. Charge / discharge management including recovery charge of the battery 60 is performed by the charge / discharge control device 10 in units of units 51.

本実施形態における充放電制御装置10は、蓄電装置100全体を制御する統括コントローラ20を備え、蓄電装置100の出力である電力PBを制御する。その統括コントローラ20の配下には、複数のグループコントローラ30が備えられる。グループコントローラ30は、複数のユニット51を一まとまりのグループ52として制御する。そして、グループコントローラ30は、電力変換器コントローラ40を介して、ユニット51の電力変換器50を制御し、そのユニット51の充放電を管理する。例えば、1つのグループ52として管理されるユニット51の数は、10程度である。したがって、仮に、ユニット51の数が100程度であれば、グループコントローラ30の数は10程度となる。なお、統括コントローラ20およびグループコントローラ30には、制御演算機能を有するプログラマブルロジックコントローラやマイコン等が用いられる。   The charge / discharge control device 10 according to the present embodiment includes an overall controller 20 that controls the entire power storage device 100 and controls electric power PB that is an output of the power storage device 100. A plurality of group controllers 30 are provided under the overall controller 20. The group controller 30 controls the plurality of units 51 as a group 52. The group controller 30 controls the power converter 50 of the unit 51 via the power converter controller 40 and manages charge / discharge of the unit 51. For example, the number of units 51 managed as one group 52 is about ten. Therefore, if the number of units 51 is about 100, the number of group controllers 30 is about 10. Note that a programmable logic controller or a microcomputer having a control operation function is used for the overall controller 20 and the group controller 30.

次に、統括コントローラ20の構成例について、図2を用いて説明する(適宜、図1参照)。統括コントローラ20は、蓄電装置出力補正部21と、予めオペレータ等によって設定されている電力システム1の出力目標値PSTを保持する記憶部22と、グループ充放電指令値配分部23と、を備える。この記憶部22に保持されている電力システム1の出力目標値PSTは、系統電力PSの目標値である。   Next, a configuration example of the overall controller 20 will be described with reference to FIG. 2 (see FIG. 1 as appropriate). The overall controller 20 includes a power storage device output correction unit 21, a storage unit 22 that holds an output target value PST of the power system 1 set in advance by an operator or the like, and a group charge / discharge command value distribution unit 23. The output target value PST of the power system 1 held in the storage unit 22 is a target value of the system power PS.

蓄電装置出力補正部21は、系統電力PSと電力システム1の出力目標値PSTとの差分を所定の時間に亘って積分して、蓄電装置出力補正値PSCを出力する。なお、この蓄電装置出力補正値PSCには、各ユニット51から連系点Aまでの配線や変圧器70のインピーダンスドロップ等の補償分が含まれている。また、この蓄電装置出力補正値PSCには、蓄電装置100の補機(蓄電装置100の動作環境を維持するための空調機等)がこの蓄電装置100から電力供給を受けている場合には、その消費電力の補償分が含まれる。   The power storage device output correction unit 21 integrates the difference between the system power PS and the output target value PST of the power system 1 over a predetermined time, and outputs a power storage device output correction value PSC. The power storage device output correction value PSC includes compensation for wiring from each unit 51 to the connection point A, impedance drop of the transformer 70, and the like. Further, in this power storage device output correction value PSC, when an auxiliary device of the power storage device 100 (such as an air conditioner for maintaining the operating environment of the power storage device 100) is supplied with power from the power storage device 100, The power consumption compensation is included.

さらに、統括コントローラ20は、蓄電装置出力補正値PSCと電力システム1の出力目標値PSTとを加算し、その加算値から自然エネルギ発電装置80の出力である電力PNを減算する演算を行う。該演算によって、蓄電装置100の出力である電力PBを制御する充放電指令値PBRが算出される。   Furthermore, the overall controller 20 adds the power storage device output correction value PSC and the output target value PST of the power system 1 and performs a calculation of subtracting the power PN that is the output of the natural energy power generation device 80 from the added value. By this calculation, charge / discharge command value PBR for controlling electric power PB that is the output of power storage device 100 is calculated.

次に、グループ充放電指令値配分部23は、充放電指令値PBRを、後記する処理に基づいて、各グループコントローラ30(30x)に配分するグループ充放電指令値PBGRxを決定する。なお、xは、グループコントローラ30(30x)の識別子である。そして、統括コントローラ20は、各グループコントローラ30xに、グループ充放電指令値PBGRxを送信する。   Next, the group charge / discharge command value distribution unit 23 determines a group charge / discharge command value PBGRx to be distributed to each group controller 30 (30x) based on a process described later. Note that x is an identifier of the group controller 30 (30x). Then, the overall controller 20 transmits a group charge / discharge command value PBGRx to each group controller 30x.

ここで、グループ充放電指令値配分部23における配分方法の概要(グループ数が3の場合)について、図3を用いて説明する(適宜、図1,2参照)。なお、図3では、グループ52を、G1,G2,G3(Gx)のように表す。図3(a)に示す放電の場合では、始めに、各グループG1,G2,G3のSOC(State of Charge)が、電池60の出力電流を積算することにより計算される。なお、SOCは、電池容量に対して充電している電気量を比率で表したものである。そして、放電の場合には、SOCが高い順に、各グループG1〜G3に優先順位を付けて、充放電指令値PBRを配分する。図3(a)では、G1,G2,G3の順にSOCが高かったものとして表している。すなわち、優先順位は、上位からG1,G2,G3の順である。   Here, an overview of the distribution method in the group charge / discharge command value distribution unit 23 (when the number of groups is 3) will be described with reference to FIG. 3 (see FIGS. 1 and 2 as appropriate). In FIG. 3, the group 52 is represented as G1, G2, G3 (Gx). In the case of the discharge shown in FIG. 3A, first, the SOC (State of Charge) of each group G1, G2, G3 is calculated by integrating the output current of the battery 60. In addition, SOC represents the amount of electricity charged with respect to the battery capacity as a ratio. In the case of discharging, priority is given to the groups G1 to G3 in descending order of SOC, and the charge / discharge command value PBR is distributed. In FIG. 3A, the SOC is expressed in the order of G1, G2, and G3. That is, the priority order is G1, G2, G3 from the top.

次に、グループ充放電指令値配分部23は、充放電指令値PBRと各グループG1〜G3の放電最大出力値PBGP1〜PBGP3とから、充放電指令値PBRを配分するグループGxを決定する。図3(a)の場合には、充放電指令値PBRが放電最大出力値PBGP1より大きく、PBGP1+PBGP2以下であるので、充放電指令値PBRをグループG1およびグループG2に配分する。なお、グループG3への配分は、ゼロとする。   Next, the group charge / discharge command value distribution unit 23 determines a group Gx for distributing the charge / discharge command value PBR from the charge / discharge command value PBR and the maximum discharge output values PBGP1 to PBGP3 of the groups G1 to G3. In the case of FIG. 3A, since the charge / discharge command value PBR is larger than the maximum discharge output value PBGP1 and not more than PBGP1 + PBGP2, the charge / discharge command value PBR is distributed to the group G1 and the group G2. Note that the distribution to the group G3 is zero.

配分の割合は、次式に示すように、配分対象となったグループ全体の放電最大出力値の合計に対する、個々のグループの放電最大出力値の比率とする。したがって、個々のグループGxに配分されるグループ充放電指令値PBGRxは、充放電指令値PBRに前記比率を乗算することによって以下のように計算される。
PBGR1=PBR×PBGP1/(PBGP1+PBGP2)
PBGR2=PBR×PBGP2/(PBGP1+PBGP2)
PBGR3=0
As shown in the following equation, the distribution ratio is the ratio of the discharge maximum output value of each group to the total discharge maximum output value of the entire group to be distributed. Therefore, the group charge / discharge command value PBGRx allocated to each group Gx is calculated as follows by multiplying the charge / discharge command value PBR by the ratio.
PBGR1 = PBR × PBGP1 / (PBGP1 + PBGP2)
PBGR2 = PBR × PBGP2 / (PBGP1 + PBGP2)
PBGR3 = 0

次に、図3(b)に示すように、充電の場合には、SOCが低い順に、各グループG1〜G3に優先順位を付けて、充放電指令値PBRを配分する。すなわち、優先順位は、放電の場合と逆で、上位からG3,G2,G1の順である。   Next, as shown in FIG.3 (b), in the case of charge, priority is given to each group G1-G3 in order with low SOC, and charge / discharge command value PBR is allocated. That is, the priority order is the reverse of the case of discharging, and is in the order of G3, G2, and G1 from the top.

次に、充放電指令値PBRと各グループG1〜G3の充電最大出力値PBGN1〜PBGN3とから、充放電指令値PBRを配分するグループGxを決定する。図3(b)の場合には、充放電指令値PBRが充電最大出力値PBGN3より小さく、PBGN3+PBGN2以上であるので、充放電指令値PBRをグループG3およびグループG2に配分する。なお、グループG1への配分は、ゼロとする。   Next, a group Gx to which the charge / discharge command value PBR is allocated is determined from the charge / discharge command value PBR and the maximum charge output values PBGN1 to PBGN3 of the groups G1 to G3. In the case of FIG. 3B, since the charge / discharge command value PBR is smaller than the maximum charge output value PBGN3 and is equal to or greater than PBGN3 + PBGN2, the charge / discharge command value PBR is distributed to the group G3 and the group G2. The distribution to the group G1 is zero.

配分の割合は、次式に示すように、配分対象となったグループ全体の充電最大出力値の合計に対する、個々のグループの充電最大出力値の比率とする。したがって、個々のグループGxに配分されるグループ充放電指令値PBGRxは、充放電指令値PBRに前記比率を乗算することによって以下のように計算される。
PBGR1=0
PBGR2=PBR×PBGN2/(PBGN3+PBGN2)
PBGR3=PBR×PBGN3/(PBGN3+PBGN2)
As shown in the following equation, the distribution ratio is the ratio of the maximum charge output value of each group to the total charge maximum output value of the entire group to be distributed. Therefore, the group charge / discharge command value PBGRx allocated to each group Gx is calculated as follows by multiplying the charge / discharge command value PBR by the ratio.
PBGR1 = 0
PBGR2 = PBR × PBGN2 / (PBGN3 + PBGN2)
PBGR3 = PBR × PBGN3 / (PBGN3 + PBGN2)

前記した、グループ充放電指令値配分部23における処理の流れを、図4,5を用いて説明する(適宜、図1,3参照)。図4は、放電の場合を示している。始めに、グループ52ごとに、SOCの高い順に、そのグループ52を放電に用いる優先順位を決定する(ステップS401)。そして、SOCが等しいグループ52があるか否かを判定する(ステップS402)。SOCが等しいグループ52がある場合(ステップS402でYes)、SOCの等しいグループ52間について、放電積算量の少ない方を優先して順位を決定する(ステップS403)。これにより,SOCが等しい場合でもグループ間の放電積算量が均等化でき,結果として特定グループの電池劣化の進行を防止することができる。放電積算量とは,電池の放電電流,または放電電力を積算した値である。放電積算量も等しい場合には,例えば,グループ52を識別する番号の小さい方を,優先順位の上位とする。なお、ステップS402でNoの場合は、ステップS403をスキップする。ステップS403までの処理によって、優先順位の上位i番目をグループ52を識別する番号(記号)kに並べ替える並べ替え関数g(i)が算出される(ステップS404)。すなわち、k=g(i)である。   The process flow in the group charge / discharge command value distribution unit 23 will be described with reference to FIGS. 4 and 5 (see FIGS. 1 and 3 as appropriate). FIG. 4 shows the case of discharge. First, for each group 52, the priority order for using the group 52 for discharging is determined in descending order of SOC (step S401). Then, it is determined whether there is a group 52 having the same SOC (step S402). When there is a group 52 having the same SOC (Yes in step S402), the order with the smaller integrated discharge amount is given priority between the groups 52 having the same SOC (step S403). Thereby, even when SOC is equal, the integrated discharge amount between groups can be equalized, and as a result, the progress of battery deterioration in a specific group can be prevented. The accumulated discharge amount is a value obtained by integrating the discharge current or discharge power of the battery. When the integrated discharge amounts are also equal, for example, the smaller number identifying the group 52 is set as the higher priority. Note that if No in step S402, step S403 is skipped. Through the processing up to step S403, a rearrangement function g (i) for rearranging the highest i-th priority order to a number (symbol) k identifying the group 52 is calculated (step S404). That is, k = g (i).

次に、充放電指令値PBRを配分するグループ52の決定処理を行う。ステップS405では、初期値P=0、i=0、およびすべてのjについてPBGRj=0が設定される。そして、i=i+1を演算して、優先順位の上位i番目のグループ52iの放電最大出力値PBGPiをPに加算する(ステップS406)。そして、iが最後か否かが判定される(ステップS407)。iが最後でない場合(ステップS407でNo)、充放電指令値PBRがP以下か否かが判定される(ステップS408)。そして、充放電指令値PBRがP以下となった場合(ステップS408でYes)、式(1)によって、各グループ充放電指令値PBGRxが算出される(ステップS409)。   Next, a determination process for the group 52 to which the charge / discharge command value PBR is allocated is performed. In step S405, initial values P = 0, i = 0, and PBGRj = 0 are set for all j. Then, i = i + 1 is calculated, and the discharge maximum output value PBGPi of the i-th group 52i with the highest priority is added to P (step S406). Then, it is determined whether i is the last (step S407). If i is not the last (No in step S407), it is determined whether the charge / discharge command value PBR is equal to or less than P (step S408). When the charge / discharge command value PBR is equal to or less than P (Yes in step S408), each group charge / discharge command value PBGRx is calculated by equation (1) (step S409).

1≦j≦iにおけるk=g(j)について、グループ充放電指令値PBGRkは、式(1)で表される。

Figure 0005113789
For k = g (j) where 1 ≦ j ≦ i, group charge / discharge command value PBGRk is expressed by equation (1).
Figure 0005113789

なお、ステップS407において、iが最後の場合(ステップS407でYes)、ステップS408をスキップする。また、ステップS408において、PBRがPより大きい場合(ステップS408でNo)、処理はステップS406へ戻る。   If i is the last in step S407 (Yes in step S407), step S408 is skipped. If PBR is larger than P in step S408 (No in step S408), the process returns to step S406.

図5は、充電の場合を示している。始めに、グループ52ごとに、SOCの低い順に、そのグループ52を充電の対象とする優先順位を決定する(ステップS501)。そして、SOCが等しいグループ52があるか否かを判定する(ステップS502)。SOCが等しいグループ52がある場合(ステップS502でYes)、SOCの等しいグループ52間について、充電積算量の少ない方を優先して順位を決定する(ステップS503)。これにより,SOCが等しい場合でもグループ間の充電積算量が均等化でき,結果として特定グループの電池劣化の進行を防止することができる。充電積算量とは,電池の充電電流,または充電電力を積算した値である。充電積算量も等しい場合には,例えば,グループ52を識別する番号の小さい方を,優先順位の上位とする。なお、ステップS502でNoの場合は、ステップS503をスキップする。ステップS503までの処理によって、優先順位の上位i番目をグループ52を識別する番号(記号)kに並べ替える並べ替え関数g(i)が算出される(ステップS504)。すなわち、k=g(i)である。   FIG. 5 shows the case of charging. First, for each group 52, the priority order for charging the group 52 in order of increasing SOC is determined (step S501). Then, it is determined whether there is a group 52 having the same SOC (step S502). When there is a group 52 having the same SOC (Yes in step S502), the rank is determined by giving priority to the one with the smaller integrated charge amount between the groups 52 having the same SOC (step S503). Thereby, even when SOC is equal, the charge integration amount between groups can be equalized, and as a result, progress of battery deterioration of a specific group can be prevented. The charge integration amount is a value obtained by integrating the charging current or charging power of the battery. If the integrated charge amounts are also equal, for example, the smaller number identifying the group 52 is set as the higher priority. Note that, if No in step S502, step S503 is skipped. Through the processing up to step S503, a rearrangement function g (i) for rearranging the highest i-th priority in order to the number (symbol) k identifying the group 52 is calculated (step S504). That is, k = g (i).

次に、充放電指令値PBRを配分するグループ52の決定処理を行う。ステップS505では、初期値P=0、i=0、およびすべてのjについてPBGRj=0が設定される。そして、i=i+1を演算して、優先順位の上位i番目のグループ52iの充電最大出力値PBGNiをPに加算する(ステップS506)。そして、iが最後か否かが判定される(ステップS507)。iが最後でない場合(ステップS507でNo)、充放電指令値PBRがP以上か否かが判定される(ステップS508)。そして、充放電指令値PBRがP以上となった場合(ステップS508でYes)、式(2)によって、各グループ充放電指令値PBGRxが算出される(ステップS509)。   Next, a determination process for the group 52 to which the charge / discharge command value PBR is allocated is performed. In step S505, initial values P = 0, i = 0, and PBGRj = 0 are set for all j. Then, i = i + 1 is calculated, and the charging maximum output value PBGNi of the i-th group 52i with the highest priority is added to P (step S506). Then, it is determined whether i is the last (step S507). If i is not the last (No in step S507), it is determined whether the charge / discharge command value PBR is equal to or greater than P (step S508). When the charge / discharge command value PBR is equal to or greater than P (Yes in step S508), each group charge / discharge command value PBGRx is calculated by equation (2) (step S509).

1≦j≦iにおけるk=g(j)について、グループ充放電指令値PBGRkは、式(2)で表される。

Figure 0005113789
For k = g (j) when 1 ≦ j ≦ i, group charge / discharge command value PBGRk is expressed by equation (2).
Figure 0005113789

なお、ステップS507において、iが最後の場合(ステップS507でYes)、ステップS508をスキップする。また、ステップS508において、PBRがP未満の場合(ステップS508でNo)、処理はステップS506へ戻る。   If i is the last in step S507 (Yes in step S507), step S508 is skipped. If PBR is less than P in step S508 (No in step S508), the process returns to step S506.

図3〜図5に示したように、蓄電装置100全体の充放電指令値PBRを、各グループ52xのSOCと電力変換器50の放電最大出力値PBGPxまたは充電最大出力値PBGNxに応じて配分することで、グループ52xごとのSOCを均等にすることが可能となる。なお、各グループ52xのSOC、放電最大出力値PBGPx、および充電最大出力値PBGNxは、グループコントローラ30xによって、グループ52x内の各電力変換器コントローラ40から取得され、統括コントローラ20に送信される。   As shown in FIGS. 3 to 5, the charge / discharge command value PBR of the entire power storage device 100 is distributed according to the SOC of each group 52x and the maximum discharge output value PBGPx or the maximum charge output value PBGNx of the power converter 50. As a result, it is possible to equalize the SOC for each group 52x. The SOC, discharge maximum output value PBGPx, and charge maximum output value PBGNx of each group 52x are acquired from each power converter controller 40 in the group 52x by the group controller 30x and transmitted to the overall controller 20.

次に、グループコントローラ30の構成例について、図6を用いて説明する(適宜、図1参照)。図6に示すように、グループコントローラ30は、各ユニット51の回復充電を管理するユニット回復充電管理部31、グループ52のグループ出力補正値PBGRCxを算出するグループ出力補正部32、およびグループ充放電指令値PBGRRxを各ユニット51に配分するユニット充放電指令値PBURxnを算出するユニット充放電指令値配分部33を備える。なお、xはグループの識別子、nはユニットの識別子を表す。   Next, a configuration example of the group controller 30 will be described with reference to FIG. 6 (see FIG. 1 as appropriate). As shown in FIG. 6, the group controller 30 includes a unit recovery charge management unit 31 that manages recovery charge of each unit 51, a group output correction unit 32 that calculates a group output correction value PBGRCx of the group 52, and a group charge / discharge command. A unit charge / discharge command value distribution unit 33 for calculating a unit charge / discharge command value PBURxn for distributing the value PBGRRx to each unit 51 is provided. Note that x represents a group identifier, and n represents a unit identifier.

ユニット回復充電管理部31は、グループ52内の各電池60の回復充電時期を判定し、自然エネルギ発電装置80の出力である電力PNを受信して、電力PNの大きさを所定の値(規定値)と比較し、その比較結果に基づいて、回復充電指令値PSTRxnを各電力変換器コントローラ40に送信する。また、回復充電中に自然エネルギ発電装置80の出力である電力PNが規定値より小さくなった場合、ユニット回復充電管理部31は、回復充電を一旦中止する指令を、各電力変換器コントローラ40に送信する。そして、ユニット回復充電管理部31は、電池60の回復充電管理を、グループ52単位で行う。   The unit recovery charge management unit 31 determines the recovery charge timing of each battery 60 in the group 52, receives the power PN that is the output of the natural energy power generation device 80, and sets the magnitude of the power PN to a predetermined value (regulation). And a recovery charge command value PSTRxn is transmitted to each power converter controller 40 based on the comparison result. In addition, when the power PN that is the output of the natural energy power generation device 80 becomes smaller than the specified value during the recovery charge, the unit recovery charge management unit 31 instructs each power converter controller 40 to temporarily stop the recovery charge. Send. Then, the unit recovery charge management unit 31 performs recovery charge management of the battery 60 in units of groups 52.

グループ出力補正部32は、グループ充放電指令値PBGRxとグループ出力PBGxとの差分を所定の時間積分して、グループ出力補正値PBGRCxを算出する。そして、グループコントローラ30は、グループ充放電指令値PBGRxとグループ出力補正値PBGRCxとを加算して、グループ充放電指令値PBGRRxを算出する。このグループ充放電指令値PBGRRxには、各ユニット51から各グループ52の連系点Bまでの電力損失の補償分が含まれる。また、グループ出力補正部32の積分時定数は、蓄電装置100全体に係る電力損失を補償するために、図2に示す蓄電装置出力補正部22の積分時定数と協調して調整される。   The group output correction unit 32 integrates a difference between the group charge / discharge command value PBGRx and the group output PBGx for a predetermined time to calculate a group output correction value PBGRCx. Then, group controller 30 adds group charge / discharge command value PBGRx and group output correction value PBGRCx to calculate group charge / discharge command value PBGRRx. This group charge / discharge command value PBGRRx includes a power loss compensation amount from each unit 51 to the interconnection point B of each group 52. Further, the integration time constant of group output correction unit 32 is adjusted in coordination with the integration time constant of power storage device output correction unit 22 shown in FIG. 2 in order to compensate for power loss related to power storage device 100 as a whole.

ユニット充放電指令値配分部33は、グループ充放電指令値PBGRRxから各ユニット51に配分するユニット充放電指令値PBURxnを算出する。そして、ユニット充放電指令値配分部33は、算出したユニット充放電指令値PBURxnを、各電力変換器コントローラ40に送信する。なお、ユニット充放電指令値配分部33において用いられる配分方法は、前記したグループ充放電指令値配分部21(図2参照)における配分方法と同様である。すなわち、その配分方法において、グループ充放電指令値配分部21におけるグループ52をユニット充放電指令値配分部33におけるユニット51に置き換えればよい。   Unit charge / discharge command value distribution unit 33 calculates unit charge / discharge command value PBURxn to be distributed to each unit 51 from group charge / discharge command value PBGRRx. Then, the unit charge / discharge command value distribution unit 33 transmits the calculated unit charge / discharge command value PBURxn to each power converter controller 40. The distribution method used in unit charge / discharge command value distribution unit 33 is the same as the distribution method in group charge / discharge command value distribution unit 21 (see FIG. 2). That is, in the distribution method, the group 52 in the group charge / discharge command value distribution unit 21 may be replaced with the unit 51 in the unit charge / discharge command value distribution unit 33.

前記したように、グループ52のグループ充放電指令値PBGRRxを各ユニット51xnのSOCと電力変換器50の放電最大出力値PBGPxnまたは充電最大出力値PBGNxnに応じて配分することで、ユニットごとのSOCを均等にすることが可能となる。なお、各ユニットxnのSOC、放電最大出力値PBGPxn、および充電最大出力値PBGNxnは、電力変換器コントローラ40xnによって取得され、グループコントローラ30xに送信される。   As described above, the group charge / discharge command value PBGRRx of the group 52 is distributed according to the SOC of each unit 51xn and the maximum discharge output value PBGPxn or the maximum charge output value PBGNxn of the power converter 50, so that the SOC for each unit is obtained. It becomes possible to equalize. The SOC, discharge maximum output value PBGPxn, and charge maximum output value PBGNxn of each unit xn are acquired by the power converter controller 40xn and transmitted to the group controller 30x.

次に、電力変換器コントローラ40の構成例について、図7を用いて説明する。図7に示すように、電力変換器コントローラ40は、電池60の回復充電を行う回復充電部41、各ユニット51の出力電力を制御する電力制御部42、および各電力変換器50をPWM(Pulse width Modulation)制御するPWM電流制御部43を備える。   Next, a configuration example of the power converter controller 40 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the power converter controller 40 includes a recovery charging unit 41 that performs recovery charging of the battery 60, a power control unit 42 that controls output power of each unit 51, and each power converter 50 with PWM (Pulse The PWM current control part 43 to control is provided.

回復充電部41は、グループコントローラ30から回復充電指令値PSTRxnを受信し、定電流、定電圧等の電池60の寿命、容量低下を抑制するための回復充電制御を行う。   The recovery charging unit 41 receives the recovery charge command value PSTRxn from the group controller 30 and performs recovery charge control for suppressing the life and capacity reduction of the battery 60 such as constant current and constant voltage.

電力制御部42は、グループコントローラ30からユニット充放電指令値PBURxnを受信し、各ユニット51の出力電力を制御する。   The power control unit 42 receives the unit charge / discharge command value PBURxn from the group controller 30 and controls the output power of each unit 51.

PWM電流制御部43は、回復充電部41または電力制御部42の出力に応じて、各ユニット51の出力電流を制御する。そして、PWM電流制御部43は、各電力変換器50xnを駆動するためのゲートパルスGPLSxnを生成すると共に、ユニット充放電指令値PBURxnがゼロの場合にゲートパルスの出力を停止するようにする。これにより、電力の変動抑制に寄与しない電力変換器50のスイッチング損失を無くし、蓄電装置100全体の電力損失を低減することが可能となる。また、PWM電流制御部43は、ユニット充放電指令値PBURxnの入力を検知した場合、ゲートパルスの出力の停止を解除し、直ちに始動する。   The PWM current control unit 43 controls the output current of each unit 51 according to the output of the recovery charging unit 41 or the power control unit 42. Then, the PWM current control unit 43 generates a gate pulse GPLSxn for driving each power converter 50xn, and stops the output of the gate pulse when the unit charge / discharge command value PBURxn is zero. Thereby, it is possible to eliminate the switching loss of power converter 50 that does not contribute to the suppression of fluctuations in power, and to reduce the power loss of power storage device 100 as a whole. Further, when the PWM current control unit 43 detects the input of the unit charge / discharge command value PBURxn, the PWM current control unit 43 cancels the stop of the output of the gate pulse and starts immediately.

ここで、ゲートパルス停止方法の一例を、図8を用いて説明する。図8に示すように、PWMの変調波と搬送波(キャリア)との交点でゲートパルスGPLSxnが生成される。そして、ユニット充放電指令値PBURn=0の期間では、電力変換器コントローラ40は、停止信号を用いてゲートパルスの出力を停止する。   Here, an example of a gate pulse stopping method will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the gate pulse GPLSxn is generated at the intersection of the PWM modulated wave and the carrier wave. And in the period of unit charging / discharging command value PBURn = 0, the power converter controller 40 stops the output of a gate pulse using a stop signal.

次に、回復充電時の各ユニット51の動作の具体例(ユニット数が3の場合)を、図9を用いて説明する(適宜、図1,6参照)。図9の横軸は時刻、縦軸はユニット51の電力を表しており、正側が放電域、負側が充電域である。   Next, a specific example of the operation of each unit 51 during recovery charging (when the number of units is 3) will be described with reference to FIG. 9 (see FIGS. 1 and 6 as appropriate). The horizontal axis in FIG. 9 represents time, and the vertical axis represents the power of the unit 51. The positive side is the discharge area and the negative side is the charge area.

図9に示すように、各ユニット51(51aa,51ab,51ac)は、時刻T1までは、全ユニット51で自然エネルギ発電装置80の出力である電力PNの変動を抑制している。時刻T1の時点から、グループコントローラ30のユニット回復充電管理部31が、ユニット51aaの回復充電のために、その電力変換器50aaの放電最大出力値PBGPaaを、出力変動制御に悪影響を与えないように、徐々にゼロまで絞り込む。この電力変換器50aaの放電最大出力値PBGPaaの減少を補償するように、ユニット51ab,51acの放電電力が増加する。   As shown in FIG. 9, each unit 51 (51aa, 51ab, 51ac) suppresses fluctuations in the power PN that is the output of the natural energy power generation device 80 in all units 51 until time T1. From time T1, the unit recovery charge management unit 31 of the group controller 30 does not adversely affect the output fluctuation control using the maximum discharge value PBGPaa of the power converter 50aa for the recovery charge of the unit 51aa. , Gradually narrow down to zero. The discharge power of the units 51ab and 51ac increases so as to compensate for the decrease in the maximum discharge output value PBGPaa of the power converter 50aa.

そして、時刻T2の時点から、ユニット51aaの回復充電が開始される。時刻T2〜T3の間は、ユニット51aaの回復充電が行われ、ユニット51ab,51acによって電力の補償が行われる。時刻T3からT4の間では、自然エネルギ発電装置80の出力である電力PNが規定値より小さくなったため、回復充電が一旦停止される。そのため、時刻T3から、ユニット51aaの充電電力が徐々にゼロに戻される。それにともなって、ユニット51ab,acの放電電力は減少する。そして、時刻T4において、再び、自然エネルギ発電装置80の出力である電力PNが規定値以上になると、ユニット51aaの回復充電が始まり、ユニット51ab,51acの放電電力が増加する。   Then, recovery charging of the unit 51aa is started from the time T2. Between times T2 and T3, recovery charging of the unit 51aa is performed, and power compensation is performed by the units 51ab and 51ac. Between times T3 and T4, the power PN that is the output of the natural energy power generation device 80 has become smaller than the specified value, so that the recovery charging is temporarily stopped. Therefore, the charging power of the unit 51aa is gradually returned to zero from time T3. Accordingly, the discharge power of the units 51ab, ac decreases. Then, at time T4, when the power PN that is the output of the natural energy power generation device 80 again becomes equal to or higher than the specified value, recovery charging of the unit 51aa starts, and the discharge power of the units 51ab and 51ac increases.

以上、本実施形態の蓄電装置100(図1参照)の充放電制御装置10は、電池60(二次電池)と電力変換器50とを単位とするユニット51を並列に接続して電力を充放電する蓄電装置100を制御するために、統括コントローラ20とその配下に、複数のグループコントローラ30を備える。そして、そのグループコントローラ30は、さらに、電力変換器コントローラ40を介して、複数のユニット51の電力変換器50を制御する。統括コントローラ20は、自然エネルギ発電装置80の出力である電力PN、電力系統90の系統電力PS、および電力システム1の出力目標値PSTに基づいて、蓄電装置100の出力である電力PBを制御する指令値PBRを生成し、その指令値PBRを各グループコントローラ30xに配分する。また、各グループコントローラ30は、グループ52xの出力である電力PBGxおよび統括コントローラ20から配分された指令値PBGRxに基づいて、該指令値PBGRxをさらに電力変換器コントローラ40に配分する。そのため、自然エネルギ発電装置80の出力である電力PNの変動を規定範囲に抑制しながら、適応的に電池の充放電量管理を行える。   As described above, the charge / discharge control device 10 of the power storage device 100 (see FIG. 1) of the present embodiment charges the power by connecting the units 51 having the battery 60 (secondary battery) and the power converter 50 as units. In order to control the power storage device 100 to be discharged, the overall controller 20 and a plurality of group controllers 30 are provided under its control. The group controller 30 further controls the power converters 50 of the plurality of units 51 via the power converter controller 40. The overall controller 20 controls the power PB that is the output of the power storage device 100 based on the power PN that is the output of the natural energy power generation device 80, the system power PS of the power system 90, and the output target value PST of the power system 1. A command value PBR is generated, and the command value PBR is distributed to each group controller 30x. Each group controller 30 further distributes the command value PBGRx to the power converter controller 40 based on the power PBGx that is the output of the group 52x and the command value PBGRx distributed from the overall controller 20. Therefore, it is possible to adaptively manage the charge / discharge amount of the battery while suppressing the fluctuation of the power PN, which is the output of the natural energy power generation device 80, within a specified range.

また、統括コントローラ20は、各グループ52xの放電最大出力値PBGPxおよび充電最大出力値PBGNxの大きさに応じて、グループ充放電指令値PBGRxを決定する。そして、グループコントローラ30は、各ユニット51xnの放電最大出力値PBGPxnおよび充電最大出力値PBGNxnの大きさに応じて、ユニット充放電指令値PBURxnを決定する。そのため、グループ52間のSOCの均一化またはグループ52内の電池60のSOCの均一化を図ることが可能となる。
また、ユニット充放電指令値PBURxnがゼロの場合、電力変換器50を駆動するゲートパルスの出力を停止して、スイッチング損失を無くすことによって、蓄電装置100全体の電力損失を低減することができる。
The overall controller 20 determines the group charge / discharge command value PBGRx according to the magnitude of the maximum discharge output value PBGPx and the maximum charge output value PBGNx of each group 52x. Then, the group controller 30 determines the unit charge / discharge command value PBURxn according to the magnitudes of the maximum discharge output value PBGPxn and the maximum charge output value PBGNxn of each unit 51xn. Therefore, it is possible to achieve uniform SOC between the groups 52 or uniform SOC of the batteries 60 in the group 52.
When unit charge / discharge command value PBURxn is zero, the output of the gate pulse for driving power converter 50 is stopped to eliminate the switching loss, thereby reducing the power loss of power storage device 100 as a whole.

また、電力システム1の出力目標値PSTを用いることによって、ユニット51から電力システムの連系点Aまでの設備等にともなう電力損失を補償することができ、系統電力PSを安定して供給することが可能となる。
また、統括コントローラ20、グループコントローラ30、および電力変換器コントローラ40という階層構造によって、制御装置が構成されているため、ユニット51が増加した場合には、グループコントローラ30のプログラムの変更または増設というように、容易に対応することが可能となる。
Further, by using the output target value PST of the power system 1, it is possible to compensate for the power loss due to the equipment from the unit 51 to the interconnection point A of the power system and to supply the grid power PS stably. Is possible.
Further, since the control device is configured by the hierarchical structure of the general controller 20, the group controller 30, and the power converter controller 40, when the number of units 51 increases, the program of the group controller 30 is changed or added. It is possible to easily cope with this.

1 電力システム
10 充放電制御装置
20 統括コントローラ(第3のコントローラ)
21 グループ充放電指令値配分部
22 蓄電装置出力補正部
30 グループコントローラ(第2のコントローラ)
31 ユニット回復充電管理部
32 グループ出力補正部
33 ユニット充放電指令値配分部
40 電力変換器コントローラ(第1のコントローラ)
41 回復充電部
42 電力制御部
43 PWM電流制御部
50 電力変換器
51 ユニット
60 電池
70 変圧器
80 自然エネルギ発電装置
90 電力系統
100 蓄電装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power system 10 Charge / discharge control apparatus 20 General controller (3rd controller)
21 Group charge / discharge command value distribution unit 22 Power storage device output correction unit 30 Group controller (second controller)
31 Unit recovery charge management unit 32 Group output correction unit 33 Unit charge / discharge command value distribution unit 40 Power converter controller (first controller)
41 Recovery Charging Unit 42 Power Control Unit 43 PWM Current Control Unit 50 Power Converter 51 Unit 60 Battery 70 Transformer 80 Natural Energy Power Generation Device 90 Power System 100 Power Storage Device

Claims (14)

二次電池と電力変換器とをユニットとし、複数の前記ユニットを並列に接続して充放電する蓄電装置の出力電力と、自然エネルギ発電装置の出力電力と、の合計である系統電力が所定の範囲に入るように前記蓄電装置の出力電力の制御を行う充放電制御装置であって、
前記ユニットの前記電力変換器を個別に制御する第1のコントローラと、
複数の前記ユニットを1まとまりのグループとして、そのグループの出力電力を前記第1のコントローラを介して制御する第2のコントローラと、
前記蓄電装置の出力電力の制御に用いる前記蓄電装置全体の充放電指令値を前記第2のコントローラごとにグループ充放電指令値として配分する第3のコントローラと、
を備え、
前記第2のコントローラは、前記グループ充放電指令値に基づいて、前記第1のコントローラを介して前記ユニットの出力電力を調整し、前記系統電力が所定の範囲に入るように制御する
ことを特徴とする充放電制御装置。
A system power that is a sum of output power of a power storage device that charges and discharges by connecting a plurality of the units in parallel and a power output of a natural energy power generation device is a predetermined power. A charge / discharge control device for controlling the output power of the power storage device so as to fall within a range,
A first controller for individually controlling the power converter of the unit;
A second controller that controls a plurality of the units as a group and that controls the output power of the group via the first controller;
A third controller that distributes the charge / discharge command value of the entire power storage device used for controlling the output power of the power storage device as a group charge / discharge command value for each second controller;
With
The second controller adjusts the output power of the unit via the first controller based on the group charge / discharge command value, and controls the system power to fall within a predetermined range. Charge / discharge control device.
前記第3のコントローラは、処理部と、前記系統電力の目標値を記憶する記憶部とを備え、
前記処理部が、
前記系統電力および前記自然エネルギ発電装置の出力電力を取得し、
その取得した系統電力および自然エネルギ発電装置の出力電力と、前記系統電力の目標値とに基づいて、前記系統電力の目標値から該系統電力を減算し、その減算値を所定の時間積分した値に、前記系統電力の目標値を加算し、その加算値から該自然エネルギ発電装置の出力電力を減算して、前記蓄電装置全体の充放電指令値を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の充放電制御装置。
The third controller includes a processing unit and a storage unit that stores a target value of the grid power,
The processing unit is
Obtain the grid power and the output power of the natural energy power generation device,
A value obtained by subtracting the system power from the target value of the system power based on the acquired system power and the output power of the natural energy power generation device and the target value of the system power, and integrating the subtraction value for a predetermined time The charging / discharging command value for the entire power storage device is calculated by adding the target value of the grid power and subtracting the output power of the natural energy power generation device from the added value. The charge / discharge control apparatus as described.
前記第3のコントローラは、前記二次電池の出力電流に基づいて算出されたSOC(State of Charge)と、前記グループごとの放電最大出力値および充電最大出力値のいずれかまたは両方とを用いて、前記蓄電装置全体の充放電指令値から前記グループ充放電指令値を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の充放電制御装置。
The third controller uses an SOC (State of Charge) calculated based on the output current of the secondary battery, and either or both of a maximum discharge output value and a maximum charge output value for each group. The charge / discharge control device according to claim 1, wherein the group charge / discharge command value is calculated from a charge / discharge command value of the entire power storage device.
前記第3のコントローラは、放電出力値が大きいほど大きな正の前記蓄電装置全体の充放電指令値となる放電の場合、前記SOCの高い順に放電に用いるグループを選択していき、選択されたグループの放電最大出力値を順に加算していったときに、その加算値が前記蓄電装置全体の充放電指令値を超える直前に選択されていたグループについて、該グループの放電最大出力値の合計に対する個々の該グループの放電最大出力値の比率を算出し、前記蓄電装置全体の充放電指令値を前記比率応じて前記グループ放電指令値を算出する
ことを特徴とする請求項3に記載の充放電制御装置。
The third controller selects a group to be used for discharging in descending order of the SOC in the case of a discharge that becomes a positive charge / discharge command value of the entire power storage device that is larger as a discharge output value is larger. For the group selected immediately before the maximum value of discharge exceeds the charge / discharge command value for the entire power storage device, 4. The charge / discharge control according to claim 3, wherein a ratio of the discharge maximum output value of the group is calculated, and the group discharge command value is calculated according to the charge / discharge command value of the entire power storage device according to the ratio. apparatus.
前記第3のコントローラは、充電出力値が大きいほど大きな負の前記蓄電装置全体の充放電指令値となる充電の場合には、前記SOCの低い順に充電に用いるグループを選択していき、選択されたグループの充電最大出力値を順に加算していったときに、その加算値が前記蓄電装置全体の充放電指令値を下回る直前に選択されていたグループについて、該グループの充電最大出力値の合計に対する個々の該グループの充電最大出力値の比率を算出し、前記蓄電装置全体の充放電指令値を前記比率応じて前記グループ充電指令値を算出する
ことを特徴とする請求項3に記載の充放電制御装置。
The third controller selects a group to be used for charging in ascending order of the SOC in the case of charging that becomes a negative charging / discharging command value of the entire power storage device that is larger as the charging output value is larger. For the group that was selected immediately before the maximum charging value of the group was added in order, the added value was below the charging / discharging command value for the entire power storage device, the total charging maximum output value of the group 4. The charging according to claim 3, wherein a ratio of the charging maximum output value of each individual group to the battery is calculated, and the charging / discharging command value of the entire power storage device is calculated according to the ratio. Discharge control device.
前記第3のコントローラは、前記SOCが等しいグループがある場合には、前記蓄電装置全体の充放電指令値が放電の時には放電積算量の少ないグループを,前記蓄電装置全体の充放電指令値が充電の時には充電積算量の少ないグループを優先して前記グループ放電指令値および前記グループ充電指令値を配分することを特徴とする請求項3に記載の充放電制御装置。   When there is a group having the same SOC, the third controller charges a group with a small integrated discharge amount when the charge / discharge command value of the entire power storage device is discharged, and the charge / discharge command value of the entire power storage device is charged. 4. The charge / discharge control device according to claim 3, wherein the group discharge command value and the group charge command value are distributed with priority given to a group having a small charge integration amount. 前記第2のコントローラは、取得した自身のグループの出力電力と前記グループ充放電指令値とに基づいて、該グループ充放電指令値から該自身のグループの出力電力を減算し、その減算値を所定の時間積分した値に、該グループ充放電指令値を加算して、前記自身のグループの充放電指令値を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の充放電制御装置。
The second controller subtracts the output power of the own group from the group charge / discharge command value based on the acquired output power of the own group and the group charge / discharge command value, and sets the subtraction value to a predetermined value. The charge / discharge control apparatus according to claim 1, wherein the charge / discharge command value of the group is calculated by adding the group charge / discharge command value to the time-integrated value.
前記第2のコントローラは、前記二次電池の出力電流に基づいて算出されたSOCと、前記ユニットごとの放電最大出力値および充電最大出力値のいずれかまたは両方とを用いて、前記グループ充放電指令値から前記ユニットの出力電力を調整するユニット充放電指令値を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の充放電制御装置。
The second controller uses the SOC calculated based on the output current of the secondary battery and one or both of the discharge maximum output value and the charge maximum output value for each unit, and performs the group charge / discharge. The charge / discharge control apparatus according to claim 1, wherein a unit charge / discharge command value for adjusting output power of the unit is calculated from the command value.
前記第2のコントローラは、放電出力値が大きいほど大きな正の前記グループ充放電指令値となる放電の場合には、前記SOCの高い順に放電に用いるユニットを選択していき、選択されたユニットの放電最大出力値を順に加算していったときに、その加算値が自身のグループ充放電指令値を超える直前に選択されていたユニットについて、該ユニットの放電最大出力値の合計に対する個々の該ユニットの放電最大出力値の比率を算出し、前記自身のグループ充放電指令値を前記比率に応じて前記ユニット放電指令値を算出する
ことを特徴とする請求項8に記載の充放電制御装置。
In the case of a discharge that becomes a larger positive group charge / discharge command value as the discharge output value is larger, the second controller selects units to be used for discharging in order of higher SOC, and When the maximum discharge output value is added in order, for each unit selected immediately before the added value exceeds its own group charge / discharge command value, the individual units for the total discharge maximum output value of the unit The charge / discharge control device according to claim 8, wherein a ratio of the maximum discharge output value is calculated, and the unit discharge command value is calculated according to the ratio of the own group charge / discharge command value.
前記第2のコントローラは、充電出力値が大きいほど大きな負の前記グループ充放電指令値となる充電の場合には、前記SOCの低い順に充電に用いるユニットを選択していき、選択されたユニットの充電最大出力値を順に加算していったときに、その加算値が前記グループ充放電指令値を下回る直前に選択されていたユニットについて、該ユニットの充電最大出力値の合計に対する個々の該ユニットの充電最大出力値の比率を算出し、前記グループ充放電指令値を前記比率応じて前記ユニット充電指令値を算出する
ことを特徴とする請求項8に記載の充放電制御装置。
In the case of charging with the negative group charging / discharging command value as the charging output value increases, the second controller selects units to be used for charging in ascending order of the SOC. When the maximum charge output value is added in order, the unit selected immediately before the added value falls below the group charge / discharge command value, the individual unit's total charge maximum output value of the unit is selected. The charge / discharge control apparatus according to claim 8, wherein a ratio of a maximum charge output value is calculated, and the unit charge command value is calculated according to the ratio of the group charge / discharge command value.
前記第2のコントローラは、前記SOCが等しいユニットがある場合には、前記グループ充放電指令値が放電の時には放電積算量の少ないユニットを,前記グループ充放電指令値が充電の時には充電積算量の少ないユニットを優先して前記ユニット放電指令値および前記ユニット充電指令値を配分することを特徴とする請求項8に記載の充放電制御装置。   When there is a unit having the same SOC, the second controller sets a unit having a small integrated discharge amount when the group charge / discharge command value is discharged, and sets a charge integrated amount when the group charge / discharge command value is charged. 9. The charge / discharge control device according to claim 8, wherein the unit discharge command value and the unit charge command value are distributed with priority given to a small number of units. 前記第2のコントローラは、前記自然エネルギ発電装置の出力電力を取得し、その取得した自然エネルギ発電装置の出力電力が所定の値より小さいときに、回復充電を停止する指示を前記第1のコントローラに出力し、
前記第1のコントローラは、前記回復充電を停止する指示を受信したとき、回復充電を停止する制御をおこなう
ことを特徴とする請求項1に記載の充放電制御装置。
The second controller acquires the output power of the natural energy power generation device, and instructs the first controller to stop recovery charging when the acquired output power of the natural energy power generation device is smaller than a predetermined value. Output to
The charge / discharge control apparatus according to claim 1, wherein the first controller performs control to stop recovery charging when receiving an instruction to stop the recovery charging.
前記第1のコントローラは、
前記ユニットの電力変換器をPWM(Pulse width Modulation)制御するPWM電流制御部を備え、
前記PWM電流制御部が、前記ユニット放電指令値がゼロの場合に、ゲートパルスの出力を停止する
ことを特徴とする請求項1に記載の充放電制御装置。
The first controller includes:
A PWM current control unit that performs PWM (Pulse width modulation) control on the power converter of the unit,
The charge / discharge control apparatus according to claim 1, wherein the PWM current control unit stops the output of the gate pulse when the unit discharge command value is zero.
二次電池と電力変換器とをユニットとし、複数の前記ユニットを並列に接続して充放電する蓄電装置の出力電力と、自然エネルギ発電装置の出力電力と、の合計である系統電力が所定の範囲に入るように前記蓄電装置の出力電力の制御を行う充放電制御装置に用いられる充放電制御方法であって、
前記充放電制御装置は、
前記ユニットの前記電力変換器を個別に制御する第1のコントローラと、
複数の前記ユニットを1まとまりのグループとして、そのグループの出力電力を前記第1のコントローラを介して制御する第2のコントローラと、
前記蓄電装置の出力電力の制御に用いる前記蓄電装置全体の充放電指令値を前記第2のコントローラごとにグループ充放電指令値として配分する第3のコントローラと、
を備え、
前記第2のコントローラは、前記グループ充放電指令値に基づいて、前記第1のコントローラを介して前記ユニットの出力電力を調整し、前記系統電力が所定の範囲に入るように制御する
ことを特徴とする充放電制御方法。
A system power that is a sum of output power of a power storage device that charges and discharges by connecting a plurality of the units in parallel and a power output of a natural energy power generation device is a predetermined power. A charge / discharge control method used in a charge / discharge control device for controlling the output power of the power storage device so as to fall within a range,
The charge / discharge control device comprises:
A first controller for individually controlling the power converter of the unit;
A second controller that controls a plurality of the units as a group and that controls the output power of the group via the first controller;
A third controller that distributes the charge / discharge command value of the entire power storage device used for controlling the output power of the power storage device as a group charge / discharge command value for each second controller;
With
The second controller adjusts the output power of the unit via the first controller based on the group charge / discharge command value, and controls the system power to fall within a predetermined range. The charge / discharge control method.
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