(57)【要約】【課題】蓄電装置に好適な量の電力を最低保持残量として保持しておくことが可能な電力供給システムを提供する。【解決手段】電力供給システム１は、蓄電装置２０と、蓄電装置２０の蓄電池２１に蓄えた電力の最低保持残量の値を記憶する記憶部４と、記憶部４に記憶した最低保持残量の値の変更が可能な操作部５と、蓄電装置２０に対する充電及び放電を制御するとともに最低保持残量の電力を蓄電池２１に確保し、記憶部４の最低保持残量の値が蓄電池２１の電力の実測残量より多い値に変更されたときに蓄電装置２０を放電停止状態にする制御部３と、を備える。【選択図】図１
2014121153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置と、
前記蓄電装置に蓄えた電力の最低保持残量の値を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶した前記最低保持残量の値の変更が可能な操作部と、
前記蓄電装置に対する充電及び放電を制御するとともに前記最低保持残量の電力を前記蓄電装置に確保し、前記記憶部の前記最低保持残量の値が前記蓄電装置の電力の実測残量より多い値に変更されたときに前記蓄電装置を放電停止状態にする制御部と、
を備えることを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記蓄電装置の電力の実測残量が前記最低保持残量であるときに前記記憶部の前記最低保持残量の値が少ない値に変更されたとき、前記蓄電装置を放電可能状態にすることを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
太陽光発電装置を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば電気料金が比較的安価な深夜電力を蓄電したり、太陽光発電の余剰電力を蓄電したりするために蓄電装置を備えた電力供給システムが注目されている。このような電力供給システムが特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載された従来の電力供給システムは太陽電池と商用電力系統とを連系させて電気エネルギーを消費する負荷に電力を供給するシステムであって、蓄電池を備える。この電力供給システムは商用電力系統から供給される電力が契約電力を超えているときに蓄電池を放電させ、その電力が契約電力以下であるときに蓄電池に充電させる。このような電力供給システムを利用することにより、経済効果の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２０１１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の電力供給システムは例えば太陽光発電による電力が不足しているときに商用電力系統に停電が発生した場合などの非常時において利用すべき蓄電装置の電力の残量について配慮がなされていないという問題があった。すなわち、太陽電池や商用電力系統から電力の供給を受けることができないときのために、蓄電装置には好適な量の電力を最低保持残量として使用することなく保持しておく必要がある。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、負荷に供給する電力が不足する、或いは負荷に供給する電力が無い状態のときのために、蓄電装置に好適な量の電力を最低保持残量として保持しておくことが可能な電力供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の電力供給システムは、蓄電装置と、前記蓄電装置に蓄えた電力の最低保持残量の値を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶した前記最低保持残量の値の変更が可能な操作部と、前記蓄電装置に対する充電及び放電を制御するとともに前記最低保持残量の電力を前記蓄電装置に確保し、前記記憶部の前記最低保持残量の値が前記蓄電装置の電力の実測残量より多い値に変更されたときに前記蓄電装置を放電停止状態にする制御部と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、電力供給システムは蓄電装置に対する充電及び放電を行い、最低保持残量の電力を蓄電装置に確保する。最低保持残量の値は操作部を用いてユーザにより適宜変更される。そして、ユーザが最低保持残量の値を蓄電装置の電力の実測残量より多い値に変更したとき、電力供給システムは蓄電装置を放電停止状態にする。したがって、蓄電装置の最低保持残量をより多く確保したいときに有効である。蓄電装置に保持した電力量に余裕が生じ、例えば商用電力系統に停電が発生した場合などの非常時に使用される。
【０００９】
また、上記構成の電力供給システムにおいて、前記制御部は、前記蓄電装置の電力の実測残量が前記最低保持残量であるときに前記記憶部の前記最低保持残量の値が少ない値に変更されたとき、前記蓄電装置を放電可能状態にすることを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、蓄電装置の電力の実測残量が最低保持残量であるときにユーザが最低保持残量の値を少ない値に変更したとき、電力供給システムは蓄電装置を放電可能状態にする。したがって、蓄電装置の最低保持残量を少なめに設定したいときに有効である。通常時に利用可能な蓄電装置の電力量が増加して、蓄電装置に蓄えた電力が有効に活用される。
【００１１】
また、上記構成の電力供給システムにおいて、太陽光発電装置を備えることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、電力供給システムは太陽光発電装置が発電する電力を負荷に供給したり、蓄電装置に蓄えたりする。したがって、太陽光発電装置を備える電力供給システムにおいて、蓄電装置に好適な量の電力が最低保持残量として保持される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構成によれば、負荷に供給する電力が不足する、或いは負荷に供給する電力が無い状態のときのために、蓄電装置に好適な量の電力を最低保持残量として保持しておくことが可能な電力供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の電力供給システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の電力供給システムの蓄電池の放電制御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】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図１及び図２に基づき説明する。
【００１６】
最初に、本発明の実施形態に係る電力供給システムについて、図１を用いてその構造と動作を説明する。図１は電力供給システムの構成を示すブロック図である。なお、図１では電力線を実線矢印で示し、信号線を破線矢印で示す。
【００１７】
電力供給システム１は、図１に示すように太陽光エネルギーを利用して発電する太陽光発電装置１０と、電力を蓄えることが可能な蓄電装置２０とを組み合わせたシステムである。電力供給システム１は商用電力系統ＣＳ及び家庭内負荷Ｌに電気的に接続される。電力供給システム１は太陽光発電装置１０及び蓄電装置２０に加えて、配電部２、制御部３、記憶部４及び操作部５を備える。
【００１８】
太陽光発電装置１０は太陽電池１１と太陽電池パワーコンディショナー１２とを備える。太陽電池１１は太陽光エネルギーを利用して発電する光電変換装置であり、直射日光を受けることができるよう屋外に設置される。太陽電池１１から延びる出力線は太陽電池パワーコンディショナー１２及び後述する蓄電池パワーコンディショナー２２に電気的に接続される。
【００１９】
太陽電池パワーコンディショナー１２は太陽電池１１と電気的に接続されるとともに太陽電池１１の動作制御を行い、発電した電力を家庭内負荷Ｌ或いは商用電力系統ＣＳへと供給する。太陽電池パワーコンディショナー１２はＤＣ／ＤＣ変換部１３及びＤＣ／ＡＣ変換部１４を備える。
【００２０】
ＤＣ／ＤＣ変換部１３は入力側が太陽電池１１と電気的に接続され、出力側がＤＣ／ＡＣ変換部１４と電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣ変換部１３は太陽電池１１の発電特性に合わせて最大のエネルギーを得ることができるように発電電力ポイントを制御する機能を備える。この制御は一般にＭＰＰＴ（Maximum  Power  Point  Tracking）制御と呼ばれる。
【００２１】
ＤＣ／ＡＣ変換部１４は入力側がＤＣ／ＤＣ変換部１３と電気的に接続され、出力側が家庭内負荷Ｌ或いは商用電力系統ＣＳと電気的に接続されている。ＤＣ／ＡＣ変換部１４はＤＣ／ＤＣ変換部１３から得られた直流の電気を交流の電気に変換する機能を備え、インバータとも呼ばれる。
【００２２】
蓄電装置２０は蓄電池２１と蓄電池パワーコンディショナー２２とを備える。蓄電池２１は化学反応を用いて電気の蓄積、放出が可能な電池であり、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル・カドミウム蓄電池、鉛蓄電池などで構成される。蓄電池２１から延びる電力線は蓄電池パワーコンディショナー２２に電気的に接続される。
【００２３】
蓄電池パワーコンディショナー２２は蓄電池２１及び太陽電池１１と電気的に接続されるとともに蓄電池２１に対する充放電制御を行い、放電した電力を家庭内負荷Ｌへと供給する。蓄電池２１に対する充電は太陽電池１１及び商用電力系統ＣＳから行われる。蓄電池パワーコンディショナー２２はＤＣ／ＤＣ変換部２３、ＤＣ／ＡＣ変換部２４及びＤＣ／ＤＣ変換部２５を備える。ＤＣ／ＤＣ変換部２３及びＤＣ／ＡＣ変換部２４及びは基本的構成が先に説明したＤＣ／ＤＣ変換部１３及びＤＣ／ＡＣ変換部１４と同じであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２４】
ＤＣ／ＤＣ変換部２５は蓄電池２１、ＤＣ／ＤＣ変換部２３及びＤＣ／ＡＣ変換部２４と電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣ変換部２５はチャージコントローラ部とも呼ばれ、蓄電池２１からＤＣ／ＡＣ変換部２４への放電、或いはＤＣ／ＤＣ変換部２３及びＤＣ／ＡＣ変換部２４から蓄電池２１への充電を制御する機能を備える。また、ＤＣ／ＤＣ変換部２５は蓄電池２１が蓄える電力の残量を実測、監視する。
【００２５】
配電部２は商用電力系統ＣＳと、太陽光発電装置１０及び蓄電装置２０と、家庭内負荷Ｌとの分岐部に配置される。配電部２は商用電力系統ＣＳからの受電電力を家庭内負荷Ｌに供給する、または商用電力系統ＣＳ、太陽光発電装置１０及び蓄電装置２０から家庭内負荷Ｌに供給する電力を混合する装置である。
【００２６】
また、配電部２は蓄電池２１に対する充電時において、商用電力系統ＣＳからの受電電力を蓄電装置２０の蓄電池パワーコンディショナー２２に供給する動作も実行する。さらに、配電部２は太陽電池１１の発電電力を商用電力系統ＣＳに供給する所謂逆潮流を実現するために、太陽光発電装置１０から得られる電力を商用電力系統ＣＳに供給する動作も実行する。このようにして、配電部２は商用電力系統ＣＳ、太陽光発電装置１０及び蓄電装置２０から得られる電力を商用電力系統ＣＳ、蓄電装置２０及び家庭内負荷Ｌに分配する。
【００２７】
制御部３は太陽電池パワーコンディショナー１２、蓄電池パワーコンディショナー２２及び配電部２と信号線によって接続され、それら各構成要素の状態を表す情報を得る。そして、制御部３は記憶部４に予め記憶されたプログラム、データや、太陽電池パワーコンディショナー１２、蓄電池パワーコンディショナー２２及び配電部２から得られた情報に基づきそれら各構成要素の動作を制御し、一連の電力供給運転を実現する。
【００２８】
操作部５は、例えばリモコンなどのように有線或いは無線により電力供給システム１を遠隔操作するための装置である。操作部５は運転モード設定や動作指令などを制御部３に対して送信して指示及び操作したり、電力供給システム１の運転情報を表示したりすることが可能である。
【００２９】
電力供給システム１は、例えば連系運転モードや自立運転モードといった運転モードを備える。連系運転モードでは日中太陽電池１１が発電した余剰電力を商用電力系統ＣＳに対して逆潮流したり、電気料金が比較的安価な深夜電力を蓄電池２１に蓄電したりするといった運転を自動的に実行する。自立運転モードでは商用電力系統ＣＳからの受電を遮断し、太陽光発電装置１０及び蓄電装置２０を用いた自立した運転を自動的に実行する。
【００３０】
上記構成の電力供給システム１において、電力供給運転が指示されると、制御部３は太陽電池パワーコンディショナー１２、蓄電池パワーコンディショナー２２及び配電部２を稼働させる。
【００３１】
夜間や日中の日照量が低下して太陽電池１１が発電していない場合、電力供給システム１は商用電力系統ＣＳからの受電電力を家庭内負荷Ｌに供給する。このとき、制御部３は太陽電池パワーコンディショナー１２を動作停止状態にし、商用電力系統ＣＳから家庭内負荷Ｌに電力が供給されるように配電部２を切り替える。また、制御部３は蓄電池パワーコンディショナー２２を稼働させ、商用電力系統ＣＳから深夜電力を蓄電池２１に蓄電したり、蓄電池２１に蓄えた電力を家庭内負荷Ｌに供給したりすることもある。
【００３２】
日照量が十分な日中など太陽電池１１が発電可能である場合、電力供給システム１は太陽電池１１が発電した電力を家庭内負荷Ｌに供給する。このとき、制御部３は太陽電池パワーコンディショナー１２を稼働させ、太陽光発電装置１０及び商用電力系統ＣＳから家庭内負荷Ｌに電力が供給されるように配電部２を切り替える。
【００３３】
太陽電池１１が家庭内負荷Ｌの需要電力に対して十分な電力を発電している場合、電力供給システム１は太陽電池１１が発電した余剰電力を商用電力系統ＣＳに対して逆潮流する。このとき、制御部３は太陽光発電装置１０から家庭内負荷Ｌ及び商用電力系統ＣＳに電力が供給されるように配電部２を切り替える。そして、制御部３は太陽電池１１の発電電力のみが商用電力系統ＣＳに対して逆潮流され、蓄電池２１に蓄えた電力が商用電力系統ＣＳに供給されないように配電部２を制御する。
【００３４】
蓄電池２１に蓄えた電力の残量が不足している場合、電力供給システム１は太陽電池１１の発電電力や商用電力系統ＣＳからの受電電力を蓄電池２１に蓄える。このとき、制御部３は蓄電池パワーコンディショナー２２を稼働させ、太陽光発電装置１０及び商用電力系統ＣＳから得られる電力が蓄電池２１に蓄電されるよう配電部２を切り替える。
【００３５】
ここで、電力供給システム１では蓄電装置２０の蓄電池２１に対して蓄えた電力の最低保持残量を設定することができる。制御部３は通常の運転時において最低保持残量の電力を蓄電池２１に確保して使用しないように蓄電池２１の放電制御を実行する。蓄電池２１に蓄えた最低保持残量の電力は、例えば太陽電池１１による発電電力が不足しているときに商用電力系統ＣＳに停電が発生した場合などの非常時に使用することができる。
【００３６】
蓄電池２１の最低保持残量の値は満充電量の例えば３０％、４０％などといった値に任意に設定することができ、記憶部４に予め記憶させる。ユーザは操作部５を利用して記憶部４の最低保持残量の値を適宜変更することが可能である。
【００３７】
そして、制御部３は記憶部４の最低保持残量の値が蓄電池２１の電力の実測残量より多い値に変更されたときに蓄電装置２０を放電停止状態にする制御を実行する。また、制御部３は蓄電池２１の電力の実測残量が最低保持残量であるときに記憶部４の最低保持残量の値が少ない値に変更されたとき、蓄電装置２０を放電可能状態にする制御を実行する。
【００３８】
このような電力供給システム１の蓄電池２１の放電制御について、図２に示す動作フローに沿って説明する。図２は電力供給システム１の蓄電池２１の放電制御を示すフローチャートである。
【００３９】
電力供給システム１の運転が開始されると（図２のスタート）、制御部３は蓄電池パワーコンディショナー２２のＤＣ／ＤＣ変換部２５を制御して蓄電池２１が蓄える電力の残量を実測させる（図２のステップ＃１０１）。次に、制御部３は記憶部４が記憶する蓄電池２１の最低保持残量の値が変更されたか否かを判定する（ステップ＃１０２）。最低保持残量の値が変更されていない場合（ステップ＃１０２のＮｏ）、引き続き蓄電池２１が蓄える電力の残量を実測、監視継続する。
【００４０】
蓄電池２１の最低保持残量の値が変更された場合（ステップ＃１０２のＹｅｓ）、制御部３はその変更値が蓄電池２１の電力の実測残量より多いか否かを判定する（ステップ＃１０３）。変更値が蓄電池２１の電力の実測残量より多い値である場合（ステップ＃１０３のＹｅｓ）、例えば従前の最低保持残量の値が３０％であって４０％に変更された場合、制御部３は蓄電装置２０を放電停止状態に設定する（ステップ＃１０４）。
【００４１】
すなわち、前記の一例において最低保持残量の値が３０％から４０％に変更された蓄電池２１の現在の電力の実測残量が４０％未満である場合、蓄電池２１が放電中であるときには直ちに放電が停止され、蓄電池２１が放電中ではないときにはこれ以上放電されない。そして、最低保持残量の値の変更に係る蓄電池２１の放電制御について、一連の動作フローを終了する（図２のエンド）。
【００４２】
一方、ステップ＃１０３において、変更値が蓄電池２１の電力の実測残量より少ない値である場合（ステップ＃１０３のＮｏ）、例えば従前の最低保持残量の値が３０％であって２０％に変更された場合、制御部３は蓄電池２１の現在の電力が最低保持残量か否かを判定する（ステップ＃１０５）。蓄電池２１の現在の電力が最低保持残量ではない場合（ステップ＃１０５のＮｏ）、例えば前記の一例において最低保持残量の値が３０％から２０％に変更された蓄電池２１の現在の電力が３０％を超えている場合、制御部３は蓄電装置２０に対する現在の充放電制御を維持して放電可能状態とし、一連の動作フローを終了する（図２のエンド）。
【００４３】
蓄電池２１の現在の電力が最低保持残量である場合（ステップ＃１０５のＹｅｓ）、すなわち蓄電装置２０が放電停止状態である場合、制御部３は蓄電装置２０を放電可能状態に設定する（ステップ＃１０６）。そして、最低保持残量の値の変更に係る蓄電池２１の放電制御について、一連の動作フローを終了する（図２のエンド）。
【００４４】
上記のように、電力供給システム１は制御部３が蓄電装置２０に対する充電及び放電を制御するとともに最低保持残量の電力を蓄電池２１に確保し、記憶部４の最低保持残量の値が蓄電池２１の電力の実測残量より多い値に変更されたときに蓄電装置２０を放電停止状態にする。したがって、蓄電池２１の最低保持残量をより多く確保したいときに有効である。蓄電池２１に保持した電力量に余裕が生じ、例えば太陽電池１１による発電電力が不足しているときに商用電力系統ＣＳに停電が発生した場合などの非常時に使用することができる。
【００４５】
また、蓄電池２１の電力の実測残量が最低保持残量であるときに記憶部４の最低保持残量の値が少ない値に変更されたとき、制御部３は蓄電装置２０を放電可能状態にする。したがって、蓄電池２１の最低保持残量を少なめに設定したいときに有効である。通常時に利用可能な蓄電池２１の電力量が増加するので、蓄電池２１に蓄えた電力を有効に活用することができる。
【００４６】
また、電力供給システム１は太陽光発電装置１０を備えるので、太陽電池１１が発電する電力を家庭内負荷Ｌに供給したり、蓄電池２１に蓄えたりすることができる。したがって、太陽光発電装置１０を備える電力供給システム１において、蓄電池２１に好適な量の電力を最低保持残量として保持することが可能である。
【００４７】
このようにして、本発明の上記実施形態の構成によれば、家庭内負荷Ｌに供給する電力が不足する、或いは家庭内負荷Ｌに供給する電力が無い状態のときのために、蓄電池２１に好適な量の電力を最低保持残量として保持しておくことが可能な電力供給システム１を提供することができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００４９】
例えば、上記実施形態では配電部２の切り替えにより商用電力系統ＣＳと太陽電池１１と蓄電池２１との受電、逆潮流、充電及び放電を切り替えているが、太陽電池パワーコンディショナー１２及び蓄電池パワーコンディショナー２２にそれぞれリレーを設け、これらリレーを制御することにより受電、逆潮流、充電及び放電を切り替える構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は蓄電装置を備える電力供給システムにおいて利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１    電力供給システム
２    配電部
３    制御部
４    記憶部
５    操作部
１０    太陽光発電装置
１１    太陽電池
１２    太陽電池パワーコンディショナー
２０    蓄電装置
２１    蓄電池
２２    蓄電池パワーコンディショナー
【図１】
2014121153.tif 000003
【図２】
2014121153.tif 000004