(57)【要約】【課題】電源電力と蓄電装置の放電電力とを併用する機器に対して、機器の動作状況に応じて効率よく充放電を制御して電力供給を行えるようにする。【解決手段】電力変換装置は、電源から供給される交流電力を第１目標電圧値の直流電力に変換して電力負荷に供給する。また、蓄電装置は、電力変換装置に電力負荷と並列に接続され、充放電可能である。また、充放電制御装置は、蓄電装置の電圧値が第２目標電圧値となるよう充放電を制御する。そして、目標電圧値設定部は、蓄電装置の充電率を閾値と比較し、比較結果に応じて第１目標電圧値または第２目標電圧値の少なくとも一方を増減する。【選択図】図２
2014079051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力負荷に電力を供給する電力供給装置であって、
電源から供給される交流電力を第１目標電圧値の直流電力に変換して前記電力負荷に供給する電力変換装置と、
前記電力変換装置に前記電力負荷と並列に接続され、充放電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の電圧値が第２目標電圧値となるよう充放電を制御する充放電制御装置と、
前記蓄電装置の充電率を閾値と比較し、比較結果に応じて第１目標電圧値または第２目標電圧値の少なくとも一方を増減する目標電圧値設定部と、
を具備することを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
前記電力負荷は回生電力を生成可能であり、
前記閾値は、前記蓄電装置の満充電の状態から前記回生電力の蓄電分を差し引いた充電率以下に設定されており、
前記目標電圧値設定部は、前記蓄電装置の充電率が前記閾値以上になると、前記第２目標電圧値が前記第１目標電圧値より大きくなるように前記第１目標電圧値または前記第２目標電圧値の少なくとも一方を増減する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記目標電圧値設定部は、前記蓄電装置の充電率が前記閾値以上になると、前記第２目標電圧値を増加させて前記第１目標電圧値より大きくする
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記目標電圧値設定部は、前記蓄電装置の充電率が前記閾値以上になると、前記第１目標電圧値を減少させて前記第２目標電圧値より小さくする
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記電力負荷はクレーン装置であり、
前記目標電圧値設定部は、前記電力負荷の電力変動が所定時間以上無い場合、前記蓄電装置の充電または放電の少なくともいずれか一方を停止させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項６】
電源から供給される交流電力を第１目標電圧値の直流電力に変換して電力負荷に供給する電力変換装置と、
前記電力変換装置に前記電力負荷と並列に接続され、充放電可能な蓄電装置と、
を具備する電力供給装置の電力供給方法であって、
前記蓄電装置の電圧値が第２目標電圧値となるよう充放電を制御する充放電制御ステップと、
前記蓄電装置の充電率を閾値と比較し、比較結果に応じて第１目標電圧値または第２目標電圧値の少なくとも一方を増減する目標電圧値設定ステップと、
を具備することを特徴とする電力供給方法。
【請求項７】
電源から供給される交流電力を第１目標電圧値の直流電力に変換して電力負荷に供給する電力変換装置と、
前記電力変換装置に前記電力負荷と並列に接続され、充放電可能な蓄電装置と、
を具備する電力供給装置を制御するコンピュータに、
前記蓄電装置の電圧値が第２目標電圧値となるよう充放電を制御する充放電制御ステップと、
前記蓄電装置の充電率を閾値と比較し、比較結果に応じて第１目標電圧値または第２目標電圧値の少なくとも一方を増減する目標電圧値設定ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給装置、電力供給方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド式門型クレーンやハイブリッドカーやハイブリッド鉄道車両などの機器において、エンジン発電機と蓄電装置を備えるシリーズハイブリッド方式の機器がある。また、門型クレーンにおいて、エンジン発電機に代えてクレーン外部の電源から電力供給を受ける機器がある（例えば、特許文献１）。
これらエンジン発電機または外部電源などからの電源電力と蓄電装置の放電電力とを併用する機器では、電力負荷の大きい状態で、電源電力に加えて蓄電装置の放電電力を用いることで、電源からの供給電力の最大値を低減させることができる。
【０００３】
例えば、外部電源から電力供給を受け、かつ、蓄電装置を備えた門型クレーンが、低負荷時には、外部電源からの電力にて走行用モータや巻き上げ用モータなど各種負荷を動作させるとともに、当該外部電源からの電力にて蓄電装置を充電する。
一方、吊荷の巻き上げ時など高負荷時には、蓄電装置が放電を行い、外部電源からの電力に加えて蓄電装置からの放電電力が負荷に供給される。蓄電装置が負荷に電力供給することで、電源からの供給電力の最大値を低減させられるので、電源電圧を下げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６６７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クレーンなどの機器が、電源からの電力と蓄電装置からの電力とを用いて動作する場合、機器の動作状況に応じて効率よく充放電を制御することが課題となる。例えば、蓄電装置の充放電を速やかに切り替えて遅滞無く充放電を行うことが望まれる。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、電源電力と蓄電装置の放電電力とを併用する機器に対して、機器の動作状況に応じて効率よく充放電を制御して電力供給を行える電力供給装置、電力供給方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による電力供給装置は、電力負荷に電力を供給する電力供給装置であって、電源から供給される交流電力を第１目標電圧値の直流電力に変換して前記電力負荷に供給する電力変換装置と、前記電力変換装置に前記電力負荷と並列に接続され、充放電可能な蓄電装置と、前記蓄電装置の電圧値が第２目標電圧値となるよう充放電を制御する充放電制御装置と、前記蓄電装置の充電率を閾値と比較し、比較結果に応じて第１目標電圧値または第２目標電圧値の少なくとも一方を増減する目標電圧値設定部と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のもう一つの態様による電力供給装置は、上述の電力供給装置であって、前記電力負荷は回生電力を生成可能であり、前記閾値は、前記蓄電装置の満充電の状態から前記回生電力の蓄電分を差し引いた充電率以下に設定されており、前記目標電圧値設定部は、前記蓄電装置の充電率が前記閾値以上になると、前記第２目標電圧値が前記第１目標電圧値より大きくなるように前記第１目標電圧値または前記第２目標電圧値の少なくとも一方を増減することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のさらにもう一つの態様による電力供給装置は、上述の電力供給装置であって、前記目標電圧値設定部は、前記蓄電装置の充電率が前記閾値以下になると、前記第２目標電圧値を減少させて前記第１目標電圧値より小さくすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のさらにもう一つの態様による電力供給装置は、上述の電力供給装置であって、前記目標電圧値設定部は、前記蓄電装置の充電率が前記閾値以下になると、前記第１目標電圧値を増加させて前記第２目標電圧値より大きくすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のさらにもう一つの態様による電力供給装置は、上述の電力供給装置であって、前記電力負荷はクレーン装置であり、前記目標電圧値設定部は、前記電力負荷の電力変動が所定時間以上無い場合、前記蓄電装置の充電または放電の少なくともいずれか一方を停止させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様による電力供給方法は、電源から供給される交流電力を第１目標電圧値の直流電力に変換して電力負荷に供給する電力変換装置と、前記電力変換装置に前記電力負荷と並列に接続され、充放電可能な蓄電装置と、を具備する電力供給装置の電力供給方法であって、前記蓄電装置の電圧値が第２目標電圧値となるよう充放電を制御する充放電制御ステップと、前記蓄電装置の充電率を閾値と比較し、比較結果に応じて第１目標電圧値または第２目標電圧値の少なくとも一方を増減する目標電圧値設定ステップと、を具備することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一態様によるプログラムは、電源から供給される交流電力を第１目標電圧値の直流電力に変換して電力負荷に供給する電力変換装置と、前記電力変換装置に前記電力負荷と並列に接続され、充放電可能な蓄電装置と、を具備する電力供給装置を制御するコンピュータに、前記蓄電装置の電圧値が第２目標電圧値となるよう充放電を制御する充放電制御ステップと、前記蓄電装置の充電率を閾値と比較し、比較結果に応じて第１目標電圧値または第２目標電圧値の少なくとも一方を増減する目標電圧値設定ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電源電力と蓄電装置の放電電力とを併用する機器に対して、機器の動作状況に応じて効率よく充放電を制御して電力供給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるタイヤ式クレーンの外形の概略を示す外形図である。
【図２】同実施形態における電力供給装置の装置構成を示す概略構成図である。
【図３】同実施形態におけるシーケンサが設定する目標電圧値の例を示す説明図である。
【図４】同実施形態での高負荷時における中間電圧値の例を示す説明図である。
【図５】同実施形態での回生時における中間電圧値の例を示す説明図である。
【図６】同実施形態において、シーケンサが第２目標電圧値を設定する処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態における電力供給装置の装置構成を示す概略構成図である。
【図８】同実施形態におけるシーケンサが設定する目標電圧値の例を示す説明図である。
【図９】同実施形態において、シーケンサが第１目標電圧値を設定する処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態におけるタイヤ式クレーン（Rubber Tired Gantry Crane；ＲＴＧ）の外形の概略を示す外形図である。
同図において、タイヤ式クレーンシステム１は、コンテナヤードＹ内の路面Ｒ上に設置された走行レーンＬ上に位置し、走行機構６が有するタイヤ６ａを走行用モータにて回転させて走行レーンＬ上を自走し、コンテナＣの積み下ろしを行う。
【００１７】
より具体的には、タイヤ式クレーンシステム１は、タイヤ６ａにより路面Ｒ上を走行するクレーン本体３と、クレーン本体３から延びて、走行レーンＬの地上電源設備２に接続されるケーブルである給電ケーブル４と、クレーン本体３に設けられて給電ケーブル４の巻き取り及び巻き出しを行うケーブルリール５と、電力供給装置やクレーン本体３の制御装置等を収納するボックス１０とを具備する。
クレーン本体３は、上記の走行機構６と、互いに略平行に立設されて走行機構６により走行可能な一対の脚部７と、脚部７間に上部で架設された梁部８と、梁部８に吊設された吊下機構９とを具備する。
【００１８】
一対の脚部７は、梁部８及び吊下機構９を支持しており、梁部８は、吊下機構９を吊り下げるように支持している。そして、梁部８の長手方向に沿ってガイドレール８ａが設けられており、吊下機構９は、ガイドレール８ａに沿って梁部８の長手方向に走行可能である。
より具体的には、吊下機構９は、梁部８のガイドレール８ａに沿って走行可能なトロリ９ａと、コンテナＣを把持するスプレッダー９ｂと、トロリ９ａからスプレッダー９ｂを吊り下げている吊下ロープ９ｃと、吊下ロープ９ｃの巻上げ及び巻出しを行う巻上機９ｄを備えている。
【００１９】
かかる構成にて、クレーン本体３は、コンテナＣの積み降ろし作動を行う。具体的には、スプレッダー９ｂがコンテナＣを把持すると、巻上機９ｄが巻き上げ用モータの動力にて吊下ロープ９ｃを巻き上げることでコンテナＣを持ち上げる。コンテナＣを持ち上げた状態で、吊下機構９（トロリ９ａ）が梁部８の長手方向に走行し、また、クレーン本体が走行レーンＬに沿って走行して、コンテナＣを移動させる。コンテナＣが目的位置に移動すると、巻上機９ｄが吊下ロープ９ｃの巻きを戻すことでコンテナＣを降下させる。
【００２０】
ここで、クレーン本体３は、地上電源設備２からの電力と、ボックス１０に収納された電力供給装置の具備する蓄電装置からの電力とを併用して、クレーン本体３の走行や、吊下機構９の走行や、巻上機９ｄによる吊下ロープ９ｃの巻き上げなど各種動作を行う。
具体的には、給電ケーブル４の先端にケーブル側コネクタ４ａが設けられて、地上電源設備２の電源側コネクタ２ａと接続されている。クレーン本体３は、給電ケーブル４を介して地上電源設備２から受信し、ボックス１０に収納された電力供給装置を通してクレーン本体３の各部に電力を供給する。また、後述するように、電力供給装置は蓄電装置の充放電を制御し、地上電源設備２からの電力に加えて蓄電装置の放電電力を、クレーン本体３の各部に供給する。
ケーブルリール５は、給電ケーブル４が弛んでクレーン本体３の走行に支障をきたさないよう、給電ケーブル４の余剰分の巻き取りを行う。
【００２１】
次に、図２を参照して、電力供給装置の構成について説明する。
図２は、電力供給装置１００の装置構成を示す概略構成図である。同図において、電力供給装置１００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１と、蓄電装置１１１と、充放電制御装置１１２と、シーケンサ１２１とを具備する。また、図２には、地上電源設備２、および、地上電源設備２と電力供給装置１００とを接続する給電ケーブル４と、電力供給装置１００が電力を供給する負荷９０とが示されている。
【００２２】
地上電源設備２は、電源側コネクタ２ａと、電源部２ｂと、変圧器２ｃとを具備し、電源部２ｂが出力する交流電力を、変圧器２ｃにて変圧し、電源側コネクタ２ａから出力する。上述したように、電源側コネクタ２ａにはケーブル側コネクタ４ａが接続されており、給電ケーブル４は、ケーブル側コネクタ４ａにて地上電源設備２から受電した交流電力を電力供給装置１００へ供給する。
【００２３】
なお、地上電源設備２は本発明における電源の一例に該当する。電源部２ｂは、発電設備であってもよいし、例えば商用電源等を受電する受電設備であってもよい。また、本発明における電源は、地上電源設備２などの外部電源（電力供給装置の外部に設けられた電源）に限らない。例えば電力供給装置１００が発電機を具備するなど、電力供給装置１００自らの内部に電源を有するようにしてもよい。
【００２４】
負荷９０は、タイヤ６ａ（図１）を回転させてクレーン本体３を走行させる走行用モータや、巻上機９ｄが吊下ロープ９ｃを巻き上げる際の動力源となる巻き上げ用モータや、クレーン本体３の制御装置など、クレーン本体３における電力負荷の総称である。
特に、負荷９０は、回生電力を生成可能である。具体的には、走行機構６は、クレーン本体３の制動時に走行用モータを回生ブレーキとして動作させて回生を行う。また、巻上機９ｄは、吊下ロープ９ｃを巻き戻して吊荷を降下させる際、巻き上げ用モータを回生ブレーキとして動作させて吊荷の降下速度を調整しつつ回生を行う。
【００２５】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１は、地上電源設備２から供給される交流電力を第１目標電圧値の直流電力に変換して負荷９０に供給する。本実施形態では、第１目標電圧値は固定の電圧値として予め設定されている。
蓄電装置１１１は、例えば鉛電池またはリチウムイオン電池などの二次電池を有し、充放電を行う。ここで、蓄電装置１１１は、充放電制御装置１１２を介してＡＣ／ＤＣコンバータ１０１に負荷９０と並列に接続されている。かかる接続関係により、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１からの電力の電圧値が蓄電装置１１１の電圧値より高いときは、蓄電装置１１１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１からの電力にて浮動充電される。一方、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１から電力の電圧値が蓄電装置１１１の電圧値より低いときは、蓄電装置１１１は、放電を行って負荷９０へ電力を供給する。
また、蓄電装置１１１は、ＢＭＵ（Battery Management Unit、電池管理ユニット）を具備し、二次電池の充電率を測定してシーケンサ１２１へ出力する。
【００２６】
充放電制御装置１１２は、蓄電装置１１１の電圧が第２目標電圧値となるよう、蓄電装置１１１の充放電を制御する。本実施形態では、第２目標電圧値はシーケンサ１２１によって設定される可変の電圧値である。
シーケンサ１２１は、蓄電装置１１１の二次電池の充電率（以下、単に「蓄電装置１１１の充電率」と称する）を閾値と比較し、比較結果に応じて第２目標電圧値を増減させる。ここで、シーケンサ１２１は、蓄電装置１１１を充電から放電に切り替える放電閾値ＳｈＡと、蓄電装置１１１を放電から充電に切り替える充電閾値ＳｈＢとを予め記憶している。このうち放電閾値ＳｈＡが、本発明における閾値の一例に該当する。また、シーケンサ１２１は、本発明における目標電圧値設定部の一例に該当する。
【００２７】
放電閾値ＳｈＡは、蓄電装置１１１の満充電の状態から回生電力の蓄電分を差し引いた充電率以下に設定されている。例えば、蓄電装置１１１に蓄電させる回生電力の発生場面として、クレーン本体３がコンテナの位置に到達した際のクレーン本体３の制動と、クレーン本体３がコンテナ降下位置に到達した際のクレーン本体３の制動と、コンテナを降下させる際の巻上機の制動とを想定する。この場合、２回のクレーン本体３の制動と、１回のコンテナ降下とで生じると予想される回生電力の合計値が、回生電力の蓄電分に相当する。タイヤ式クレーンシステム１のメンテナンス者は、満充電状態から回生電力の蓄電分を差し引いた充電率、すなわち、回生電力を充電できる余裕を見込んだ充電率を算出し、算出した充電率を放電閾値ＳｈＡとして、予めシーケンサ１２１に記憶させておく。あるいは、算出した充電率から電池劣化等を考慮した余裕分をさらに差し引いた充電率を、放電閾値ＳｈＡとして予めシーケンサ１２１に記憶させておくようにしてもよい。
【００２８】
一方、充電閾値ＳｈＢは、放電閾値ＳｈＡよりも小さい値に設定されている。なお、充電閾値ＳｈＢ≦放電閾値ＳｈＡであれば、電力供給装置１００（シーケンサ１２１および充放電制御装置１１２）は蓄電装置１１１を制御可能であるが、充放電の切替の頻発を防止するため、充電閾値ＳｈＢと放電閾値ＳｈＡとの間に不感帯（ヒステリシス）が設けられていることが好ましい。
【００２９】
電力供給装置１００は、蓄電装置１１１の充電率が放電閾値ＳｈＡ以上になると、第２目標電圧値を増加させて第１目標電圧値より大きくする。この目標電圧値設定に従って、充放電制御装置１１２は、蓄電装置１１１に放電を行わせる。一方、蓄電装置１１１の充電率が充電閾値ＳｈＢ以下になると、電力供給装置１００は、第２目標電圧値を減少させて第１目標電圧値より小さくする。この目標電圧値設定に従って、充放電制御装置１１２は、蓄電装置１１１に充電を行わせる。
【００３０】
図３は、シーケンサ１２１が設定する目標電圧値の例を示す説明図である。同図において、線Ｌ１１１は、蓄電装置１１１の充電率（State Of Charge；ＳＯＣ）の例を示す。また、線Ｌ１２１は、シーケンサ１２１が設定する第２目標電圧値の例を示す。また、線Ｌ１２２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１と充放電制御装置１１２との間における中間電圧値の例を示す。
【００３１】
時刻Ｔ１１以前の状態では、蓄電装置１１１の充電率は放電閾値ＳｈＡよりも小さい。そこで、シーケンサ１２１は、蓄電装置１１１の目標電圧値（第２目標電圧値）を、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１の出力電圧目標値（第１目標電圧値）である電圧値Ｖｐｓｅｔよりも小さい電圧値Ｖｄｓｅｔ０に設定している。この電圧目標値設定に基づいて、充放電制御装置１１２は、蓄電装置１１１の電圧値が電圧値Ｖｄｓｅｔ０となるように、蓄電装置１１１を制御する。これにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１側の電圧が蓄電装置１１１側の電圧より高くなり、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１から蓄電装置１１１へ浮動充電が行われる。
【００３２】
浮動充電にて蓄電装置１１１の充電率が上昇し、時刻Ｔ１１において充電率が放電閾値ＳｈＡに達している。すると、シーケンサ１２１は、蓄電装置１１１の目標電圧値（第２目標電圧値）を、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１の出力電圧目標値（第１目標電圧値）である電圧値Ｖｐｓｅｔよりも大きい電圧値Ｖｄｓｅｔ１に設定している。この電圧目標値設定に基づいて、充放電制御装置１１２は、蓄電装置１１１の電圧値が電圧値Ｖｄｓｅｔ１となるように、蓄電装置１１１を制御する。これにより、蓄電装置１１１側の電圧がＡＣ／ＤＣコンバータ１０１側の電圧より高くなり、蓄電装置１１１は負荷９０へ放電を行う。
【００３３】
放電にて蓄電装置１１１の充電率が低下し、時刻Ｔ１２において充電率が充電閾値ＳｈＢに達している。すると、シーケンサ１２１は、蓄電装置１１１の目標電圧値（第２目標電圧値）を、電圧値Ｖｄｓｅｔ０に戻している。これにより、時刻Ｔ１１以前と同様、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１側の電圧が蓄電装置１１１側の電圧より高くなり、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１から蓄電装置１１１へ浮動充電が行われる。
なお、図３の例では、負荷９０の電力負荷が小さい状態にあり電圧降下の影響が小さい。このため、線Ｌ１２２の示す中間電圧値は、第１目標電圧値と第２目標電圧値との間の値となっている。
【００３４】
次に、図４を参照して、高負荷時における放電について説明する。
図４は、高負荷時における中間電圧値の例を示す説明図である。同図において、線Ｌ２１１は、シーケンサ１２１が設定する第２目標電圧値の例を示す。図４の例では、シーケンサ１２１は、第２目標電圧値を、第１目標電圧値よりも小さい電圧値Ｖｄｓｅｔ０に設定し続けている。
また、線Ｌ２１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１と充放電制御装置１１２との間における中間電圧値の例を示す。
【００３５】
時刻Ｔ２１以前においては、負荷９０の電力負荷が小さい状態にある。これにより、図３の時刻Ｔ１１以前の状態と同様、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１から蓄電装置１１１へ浮動充電が行われる。
一方、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２２においては、負荷９０の電力負荷が大きい状態にある。このため、電圧降下が生じて線Ｌ２１２の示す中間電圧値が線Ｌ２１１の示す第２目標電圧値よりも小さくなっている。これにより、蓄電装置１１１の電圧が接続先（特に負荷９０）の電圧よりも高い状態となり、蓄電装置１１１は負荷９０へ放電を行う。
【００３６】
このように、シーケンサ１２１が、第２目標電圧値を第１目標電圧値よりも小さい電圧値に設定している状態でも、負荷９０の電力負荷が大きくなると、蓄電装置１１１は負荷９０へ放電を行う。これにより、地上電源設備２からの供給電力の最大値を低減させることができ、電源電圧を下げることができる。従って、変圧器２ｃ（図２）が出力する電圧値を比較的小さくすることができる。
【００３７】
また、第２目標電圧値が第１目標電圧値よりも大きい状態でも、蓄電装置１１１は回生電力を蓄電し得る。
図５は、回生時における中間電圧値の例を示す説明図である。同図において、線Ｌ３１１は、シーケンサ１２１が設定する第２目標電圧値の例を示す。図５の例では、シーケンサ１２１は、第２目標電圧値を、第１目標電圧値よりも大きい電圧値Ｖｄｓｅｔ１に設定し続けている。
また、線Ｌ３１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１と充放電制御装置１１２との間における中間電圧値の例を示す。
【００３８】
時刻Ｔ３１以前においては、負荷９０は回生を行っておらず、図３の時刻Ｔ１１からＴ１２までの状態と同様、蓄電装置１１１が負荷９０へ放電を行っている。
一方、時刻Ｔ３１から時刻Ｔ３２においては、負荷９０が回生を行っており、回生電力にて線Ｌ３１２の示す中間電圧値が上昇し、中間電圧値が線Ｌ３１１の示す第２目標電圧値よりも大きくなっている。これにより、蓄電装置１１１の電圧が接続先（特に負荷９０）の電圧よりも低い状態となり、蓄電装置１１１は回生電力を充電する。
【００３９】
このように、シーケンサ１２１が、第２目標電圧値を第１目標電圧値よりも大きい電圧値に設定している状態でも、負荷９０が回生を行うと、蓄電装置１１１は回生電力を充電する。このように回生電力を捨てずに蓄電できる点で、電力供給装置１００は、クレーン本体３の動作状況に応じて効率よく蓄電装置１１１の充放電を制御して、負荷９０へ電力供給を行うことができる。
また、上述したように、充放電制御装置１１２は、回生電力を充電できる余裕を見込んで蓄電装置１１１の充放電を制御するので、蓄電装置１１１が回生電力を充電しても過充電とならない。
【００４０】
次に図６を参照して、電力供給装置１００の動作について説明する。
図６は、シーケンサ１２１が第２目標電圧値を設定する処理手順を示すフローチャートである。シーケンサ１２１は、自らの電源を接続（ＯＮ）されて動作状態となると、同図の処理を行う。
図６の処理において、シーケンサ１２１は、まず、第２目標電圧値を第１目標電圧値よりも小さい電圧値Ｖｄｓｅｔ０に初期設定する（ステップＳ１０１）。第２目標電圧値が電圧値Ｖｄｓｅｔ０となっている状態では、上述したように、蓄電装置１１１は充電を行うが、負荷９０が高負荷になると当該負荷９０へ放電を行う。
【００４１】
次に、シーケンサ１２１は、蓄電装置１１１の充電率が放電閾値ＳｈＡ以上か否かを判定する（ステップＳ１０２）。放電閾値ＳｈＡ未満であると判定した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１０２へ戻る。すなわち、シーケンサ１２１は、蓄電装置１１１の充電率が放電閾値ＳｈＡ以上となるのを待ち受ける。
一方、ステップＳ１０２において、蓄電装置１１１の充電率が放電閾値ＳｈＡ以上であると判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、シーケンサ１２１は、第２目標電圧値を第１目標電圧値よりも大きい電圧値Ｖｄｓｅｔ１に設定する（ステップＳ１０３）。第２目標電圧値が電圧値Ｖｄｓｅｔ１となっている状態では、上述したように、蓄電装置１１１は負荷９０への放電を行うが、負荷９０が回生すると回生電力を充電する。
【００４２】
次に、シーケンサ１２１は、蓄電装置１１１の充電率が充電閾値ＳｈＢ以下か否かを判定する（ステップＳ１０４）。充電閾値ＳｈＢより大きいと判定した場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１０４へ戻る。すなわち、シーケンサ１２１は、蓄電装置１１１の充電率が充電閾値ＳｈＢ以下となるのを待ち受ける。
一方、ステップＳ１０４において、蓄電装置１１１の充電率が充電閾値ＳｈＢ以下であると判定した場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、シーケンサ１２１は、第２目標電圧値を電圧値Ｖｄｓｅｔ０に設定する（ステップＳ１０５）。
その後、ステップＳ１０２へ戻る。
【００４３】
以上のように、充放電制御装置１１２は、シーケンサ１２１が設定する第２目標電圧値に応じて蓄電装置１１１の電圧を変化させることで、蓄電装置１１１の充放電を切り替える。これにより、スイッチを用いて蓄電装置１１１の充放電を切り替える必要が無いので瞬断が生じない。すなわち、スイッチ切替動作による蓄電装置１１１からの電力供給開始の遅れや、蓄電装置１１１の充電開始の遅れが生じない。この点において、電力供給装置１００は、クレーン本体３の動作状況に応じて効率よく蓄電装置１１１の充放電を制御して、負荷９０へ電力供給を行うことができる。
【００４４】
また、シーケンサ１２１が、第２目標電圧値を第１目標電圧値よりも小さい電圧値に設定している状態でも、負荷９０の電力負荷が大きくなると、蓄電装置１１１は負荷９０へ放電を行う。これにより、地上電源設備２からの供給電力の最大値を低減させることができ、電源電圧を下げることができる。従って、変圧器２ｃ（図２）が出力する電圧値を比較的小さくすることができる。
【００４５】
また、シーケンサ１２１が、第２目標電圧値を第１目標電圧値よりも大きい電圧値に設定している状態でも、負荷９０が回生を行うと、蓄電装置１１１は回生電力を充電する。このように回生電力を捨てずに蓄電できる点で、電力供給装置１００は、クレーン本体３の動作状況に応じて効率よく蓄電装置１１１の充放電を制御して、負荷９０へ電力供給を行うことができる。
また、充放電制御装置１１２は、回生電力を充電できる余裕を見込んで蓄電装置１１１の充放電を制御するので、蓄電装置１１１が回生電力を充電しても過充電とならない。
【００４６】
また、シーケンサ１２１が、蓄電装置１１１の充電率のみを参照して目標電圧値を設定することで蓄電装置１１１の充放電を制御できる点で、簡単な構成にて蓄電装置１１１の充放電を制御することができる。
また、電力供給装置１００では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１に出力電圧設定値切り替え機能が無い場合でも、蓄電装置１１１の充放電を制御することができる。
【００４７】
また、電力供給装置１００では、充放電制御装置１１２が電圧設定値の切替を行う。これにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１が電圧設定値の切替を行う場合との比較において、以下の効果を得られる。
すなわち、ＡＣ／ＤＣコンバータ搭載の蓄電装置を備えない電動リール式門型クレーンに対して充放電制御装置および蓄電装置を追設する場合、ＡＣ／ＤＣコンバータへ出力電圧設定値切り替え機能を追加する必要が無い。この点において、追加作業を削減できる。
【００４８】
なお、以上では、本発明を門型クレーンに適用した場合について説明したが、本発明の適用範囲はこれに限らない。例えば、シリーズハイブリッド方式のハイブリッドカーやハイブリッド鉄道車両など、電源からの電力と蓄電装置からの電力とを併用する様々な機器に本発明を適用し得る。後述する第２の実施形態についても同様である。
【００４９】
なお、シーケンサ１２１が、クレーン本体３の動作状況に基づいて目標電圧値を変化させるようにしてもよい。例えば、設定した時間内に、負荷９０の電力変動が（巻き動作および走行動作のいずれについても）無かった場合、シーケンサ１２１の指示に従って、充放電制御装置１１２が、蓄電装置１１１の充電または放電の少なくともいずれか一方を停止させるようにしてもよい。そして、負荷電力変動を検知した場合に、充放電制御装置１１２が、蓄電装置１１１を元の状態へ復旧させるようにしてもよい。
これにより、負荷電力変動が（巻き動作および走行動作のいずれについても）無い場合の無駄な充放電動作の繰り返しを避けることができる。次に説明する第２の実施形態についても同様である。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
以上では、シーケンサ１２１が第２目標電圧値を変化させる場合について説明したが、シーケンサ１２１が第２目標電圧値に代えて第１目標電圧値を変化させるようにしてもよい。以下、この点について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態における電力供給装置の装置構成を示す概略構成図である。同図において、電力供給装置２００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１と、蓄電装置１１１と、充放電制御装置２１２と、シーケンサ２２１とを具備する。また、図７には、地上電源設備２、および、地上電源設備２と電力供給装置１００とを接続する給電ケーブル４と、電力供給装置１００が電力を供給する負荷９０とが示されている。図７において、図２の各部に対応して同様の機能を有する部分には、同一の符号（２、２ａ、２ｂ、２ｃ、４、４ａ、５、９０、１１１）を付して説明を省略する。
また、第２の実施形態におけるタイヤ式クレーンの外形は、第１の実施形態において図１を参照して説明したのと同様であり、図示および説明を省略する。
【００５１】
タイヤ式クレーンシステム１ｂでは、シーケンサ２２１が、第２目標電圧値に代えて第１目標電圧値を変化させる点で、タイヤ式クレーンシステム１（図２）の場合と異なる。シーケンサ２２１は、蓄電装置１１１の充電率が放電閾値ＳｈＡ以上になると、第１目標電圧値を増加させて第２目標電圧値より大きくする。
ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１は、シーケンサ２２１の設定する第１目標電圧値に従って、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１自らの出力電圧値を変化させる。
充放電制御装置２１２は、充放電制御装置１１２と同様、第２目標電圧値に基づいて蓄電装置１１１の電圧値を制御することで、蓄電装置１１１の充放電を制御する。ただし、充放電制御装置２１２では、第２目標値は固定値である点で充放電制御装置１１２と異なる。
【００５２】
図８は、シーケンサ２２１が設定する目標電圧値の例を示す説明図である。同図において、線Ｌ４１１は、蓄電装置１１１の充電率（State Of Charge；ＳＯＣ）の例を示す。また、線Ｌ４２１は、シーケンサ２２１が設定する第１目標電圧値の例を示す。
時刻Ｔ４１以前の状態では、蓄電装置１１１の充電率は放電閾値ＳｈＡよりも小さい。そこで、シーケンサ２２１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１の出力電圧目標値（第１目標電圧値）を、蓄電装置１１１の目標電圧値（第２目標電圧値）である電圧値Ｖｄｓｅｔよりも大きい電圧値Ｖｐｓｅｔ１に設定している。この電圧目標値設定に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１は、出力電圧値が電圧値Ｖｐｓｅｔ１となるように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１自らを制御する。これにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１側の電圧が蓄電装置１１１側の電圧より高くなり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１から蓄電装置１１１へ浮動充電が行われる。
【００５３】
浮動充電にて蓄電装置１１１の充電率が上昇し、時刻Ｔ４１において充電率が放電閾値ＳｈＡに達している。すると、シーケンサ２２１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１の出力電圧目標値（第１目標電圧値）を、蓄電装置１１１の目標電圧値（第２目標電圧値）である電圧値Ｖｄｓｅｔよりも小さい電圧値Ｖｐｓｅｔ０に設定している。この電圧目標値設定に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１は、出力電圧値が電圧値Ｖｐｓｅｔ０となるように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１自らを制御する。これにより、蓄電装置１１１側の電圧がＡＣ／ＤＣコンバータ２０１側の電圧より高くなり、蓄電装置１１１は負荷９０へ放電を行う。
【００５４】
放電にて蓄電装置１１１の充電率が低下し、時刻Ｔ４２において充電率が充電閾値ＳｈＢに達している。すると、シーケンサ２２１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１の出力電圧目標値（第１目標電圧値）を、電圧値Ｖｐｓｅｔ１に戻している。これにより、時刻Ｔ４１以前と同様、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１側の電圧が蓄電装置１１１側の電圧より高くなり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１から蓄電装置１１１へ浮動充電が行われる。
【００５５】
このように、電力供給装置２００でも、電力供給装置１００の場合と同様に蓄電装置１１１の充放電を切り替えることができる。
負荷９０の高負荷時についても、図４を参照して説明したのと同様、シーケンサ２２１が、第１目標電圧値を第２目標電圧値よりも大きい電圧値に設定している状態でも、負荷９０の電力負荷が大きくなると、蓄電装置１１１は負荷９０へ放電を行う。これにより、地上電源設備２からの供給電力の最大値を低減させることができ、電源電圧を下げることができる。従って、変圧器２ｃ（図２）が出力する電圧値を比較的小さくすることができる。
【００５６】
また、負荷９０の回生時についても、図５を参照して説明したのと同様、シーケンサ２２１が、第１目標電圧値を第２目標電圧値よりも小さい電圧値に設定している状態でも、負荷９０が回生を行うと、蓄電装置１１１は回生電力を充電する。このように回生電力を捨てずに蓄電できる点で、電力供給装置２００は、クレーン本体３ｂの動作状況に応じて効率よく蓄電装置１１１の充放電を制御して、負荷９０へ電力供給を行うことができる。
また、充放電制御装置１１２の場合と同様、充放電制御装置２１２は、回生電力を充電できる余裕を見込んで蓄電装置１１１の充放電を制御する。従って、蓄電装置１１１が回生電力を充電しても過充電とならない。
【００５７】
次に図９を参照して、電力供給装置２００の動作について説明する。
図９は、シーケンサ２２１が第１目標電圧値を設定する処理手順を示すフローチャートである。シーケンサ２２１は、自らの電源を接続されて動作状態となると、同図の処理を行う。
図９の処理において、シーケンサ２２１は、まず、第１目標電圧値を第２目標電圧値よりも大きい電圧値Ｖｐｓｅｔ１に初期設定する（ステップＳ２０１）。第１目標電圧値が電圧値Ｖｐｓｅｔ１となっている状態では、上述したように、蓄電装置１１１は充電を行うが、負荷９０が高負荷になると当該負荷９０へ放電を行う。
【００５８】
次に、シーケンサ２２１は、蓄電装置１１１の充電率が放電閾値ＳｈＡ以上か否かを判定する（ステップＳ２０２）。放電閾値ＳｈＡ未満であると判定した場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、ステップＳ２０２へ戻る。すなわち、シーケンサ２２１は、蓄電装置１１１の充電率が放電閾値ＳｈＡ以上となるのを待ち受ける。
一方、ステップＳ２０２において、蓄電装置１１１の充電率が放電閾値ＳｈＡ以上であると判定した場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、シーケンサ２２１は、第１目標電圧値を第２目標電圧値よりも小さい電圧値Ｖｐｓｅｔ０に設定する（ステップＳ２０３）。第２目標電圧値が電圧値Ｖｐｓｅｔ０となっている状態では、上述したように、蓄電装置１１１は負荷９０への放電を行うが、負荷９０が回生すると回生電力を充電する。
【００５９】
次に、シーケンサ２２１は、蓄電装置１１１の充電率が充電閾値ＳｈＢ以下か否かを判定する（ステップＳ２０４）。充電閾値ＳｈＢより大きいと判定した場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、ステップＳ２０４へ戻る。すなわち、シーケンサ２２１は、蓄電装置１１１の充電率が充電閾値ＳｈＢ以下となるのを待ち受ける。
一方、ステップＳ２０４において、蓄電装置１１１の充電率が充電閾値ＳｈＢ以下であると判定した場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、シーケンサ２２１は、第１目標電圧値を電圧値Ｖｐｓｅｔ１に設定する（ステップＳ２０５）。
その後、ステップＳ２０２へ戻る。
【００６０】
以上のように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１は、シーケンサ２２１が設定する第１目標電圧値に応じてＡＣ／ＤＣコンバータ２０１自らの出力電圧値を変化させることで、蓄電装置１１１の充放電を切り替える。これにより、スイッチを用いて蓄電装置１１１の充放電を切り替える必要が無いので瞬断が生じない。すなわち、スイッチ切替動作による蓄電装置１１１からの電力供給開始の遅れや、蓄電装置１１１の充電開始の遅れが生じない。この点において、電力供給装置２００は、クレーン本体３ｂの動作状況に応じて効率よく蓄電装置１１１の充放電を制御して、負荷９０へ電力供給を行うことができる。
【００６１】
また、シーケンサ２２１が、第１目標電圧値を第２目標電圧値よりも大きい電圧値に設定している状態でも、負荷９０の電力負荷が大きくなると、蓄電装置１１１は負荷９０へ放電を行う。これにより、地上電源設備２からの供給電力の最大値を低減させることができ、電源電圧を下げることができる。従って、変圧器２ｃ（図２）が出力する電圧値を比較的小さくすることができる。
【００６２】
また、シーケンサ２２１が、第１目標電圧値を第２目標電圧値よりも小さい電圧値に設定している状態でも、負荷９０が回生を行うと、蓄電装置１１１は回生電力を充電する。このように回生電力を捨てずに蓄電できる点で、電力供給装置２００は、クレーン本体３ｂの動作状況に応じて効率よく蓄電装置１１１の充放電を制御して、負荷９０へ電力供給を行うことができる。
また、充放電制御装置２１２は、回生電力を充電できる余裕を見込んで蓄電装置１１１の充放電を制御するので、蓄電装置１１１が回生電力を充電しても過充電とならない。
【００６３】
また、シーケンサ２２１が、蓄電装置１１１の充電率のみを参照して目標電圧値を設定することで蓄電装置１１１の充放電を制御できる点で、簡単な構成にて蓄電装置１１１の充放電を制御することができる。
また、電力供給装置２００では、充放電制御装置２１２に電圧指令値切り替え機能が無い場合でも、蓄電装置１１１の充放電を制御することができる。
【００６４】
なお、充放電制御装置１１２や２１２や、シーケンサ１２１や２２１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１、１ｂ  タイヤ式クレーンシステム
２  地上電源設備
２ａ  電源側コネクタ
２ｂ  電源部
２ｃ  変圧器
３、３ｂ  クレーン本体
４  給電ケーブル
４ａ  ケーブル側コネクタ
５  ケーブルリール
９０  負荷
１００、２００  電力供給装置
１０１、２０１  ＡＣ／ＤＣコンバータ
１１１  蓄電装置
１１２、２１２  充放電制御装置
１２１、２２１  シーケンサ
【図１】
2014079051.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014079051.tif 000007
【図６】
2014079051.tif 000008
【図７】
2014079051.tif 000009
【図８】
2014079051.tif 000010
【図９】
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