(57)【要約】  実施形態の蓄電池装置は、電池セルを備えたセルモジュールが複数、直列に接続される電池盤が複数並列に接続される蓄電池装置であり、遮断器は、電池盤毎に蓄電池を主回路へ接続し、電圧計測部は、電池電圧を計測する。これらにより制御部は、複数の電池盤のうち、電池盤間の電圧差が所定の許容電圧差を超えている電池盤に対応する前記遮断器を開状態とし、電池盤間の電圧差が前記許容電圧差以内である複数の電池盤に対応する前記遮断器を閉状態として同時に充電あるいは放電して目標電池電圧とする処理を全ての前記電池盤の電圧差が許容電圧差以内となるまで繰り返すので、遮断器の投入時における過大な突入電流の発生を抑制するとともに、そのための電圧調整を迅速に行うことができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルを備えたセルモジュールが複数、直列に接続される電池盤が複数並列に接続される蓄電池装置であって、
前記電池盤毎に蓄電池を主回路へ接続する遮断器と、
電池電圧を計測する電圧計測部と、
前記複数の電池盤のうち、電池盤間の電圧差が所定の許容電圧差を超えている電池盤に対応する前記遮断器を開状態とし、電池盤間の電圧差が前記許容電圧差以内である複数の電池盤に対応する前記遮断器を閉状態として同時に充電あるいは放電して目標電池電圧とする処理を全ての前記電池盤の電圧差が前記許容電圧差以内となるまで繰り返す制御部と、
を備えた蓄電池装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記充電あるいは放電の対象となる電池盤の電圧と前記目標電池電圧との間の電圧を有する他の電池盤が存在しない場合に、前記充電あるいは放電の対象となる電池盤について前記目標電池電圧まで充電あるいは放電を行う、
請求項１記載の蓄電池装置。
【請求項３】
前記制御部は、所定の許容電圧差以内に複数の前記電池盤の電圧値が含まれる場合に、当該複数の前記電池盤の平均電圧を前記目標電池電圧として用いる、
請求項１記載の蓄電池装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記目標電池電圧として、最も高い電池盤電圧、最も低い電池盤電圧、電池盤電圧の平均電圧、あるいは、既に電池電圧が等しいとみなせる電池盤が複数ある場合において、その数が最も多い電池盤群における平均電圧のいずれかを用いる、
請求項１記載の蓄電池装置。
【請求項５】
前記電池セルとして、充電量と開回路電圧の間に相関がある電池セルを用い、
前記制御部は、前記電池セルの充電量−開回路電圧特性に基づいて、前記電池盤の充放電制御を行う、
請求項１記載の蓄電池装置。
【請求項６】
前記制御部は、全ての前記電池盤の電圧差が前記許容電圧差以内となると、全ての前記遮断器を閉状態とする、
請求項１記載の蓄電池装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記電池盤間の電圧差が前記許容電圧差を越えている場合に、各前記電池盤の電圧差を調整するための所要時間を予め算出し、通知する、
請求項１記載の蓄電池装置。
【請求項８】
電池セルを備えたセルモジュールが複数、直列に接続される電池盤が複数並列に接続される蓄電池装置と、前記蓄電池装置を制御する制御装置と、を備えた蓄電池システムであって、
前記電池盤毎に蓄電池を主回路へ接続する遮断器と、
電池電圧を計測する電圧計測部を有し、
前記制御装置は、前記複数の電池盤のうち、電池盤間の電圧差が所定の許容電圧差を超えている電池盤に対応する前記遮断器を開状態とし、電池盤間の電圧差が前記許容電圧差以内である複数の電池盤に対応する前記遮断器を閉状態として同時に充電あるいは放電して目標電池電圧とする処理を全ての前記電池盤の電圧差が前記許容電圧差以内となるまで繰り返す、
蓄電池システム。
【請求項９】
電池セルを備えたセルモジュールが複数、直列に接続される電池盤が複数並列に接続されるとともに、前記電池盤毎に蓄電池を主回路へ接続する遮断器と、電池電圧を計測する電圧計測部を有する蓄電池装置で実行される方法であって、
電池電圧を計測する過程と、
前記複数の電池盤のうち、電池盤間の電圧差が所定の許容電圧差を超えている電池盤に対応する前記遮断器を開状態とし、電池盤間の電圧差が前記許容電圧差以内である複数の電池盤に対応する前記遮断器を閉状態として同時に充電あるいは放電して目標電池電圧とする処理を全ての前記電池盤の電圧差が前記許容電圧差以内となるまで繰り返す過程と、
を備えた方法。
【請求項１０】
電池セルを備えたセルモジュールが複数、直列に接続される電池盤が複数並列に接続されるとともに、前記電池盤毎に蓄電池を主回路へ接続する遮断器と、電池電圧を計測する電圧計測部を有する蓄電池装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムであって、
前記コンピュータを、
電池電圧を計測させる手段と、
前記複数の電池盤のうち、電池盤間の電圧差が所定の許容電圧差を超えている電池盤に対応する前記遮断器を開状態とし、電池盤間の電圧差が前記許容電圧差以内である複数の電池盤に対応する前記遮断器を閉状態として同時に充電あるいは放電して目標電池電圧とする処理を全ての前記電池盤の電圧差が前記許容電圧差以内となるまで繰り返させる手段と、
して機能させる制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電池装置、蓄電池システム、方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電や風力発電などをはじめとした安全かつクリーンな自然エネルギーの導入が進んでいる。しかしながら、自然エネルギーの出力は不安定であり、大量導入が進むと電力系統における電圧や周波数に悪影響を及ぼすことが懸念される。また、電力需要に対してこれら自然エネルギーの供給量が大幅に上回ると、自然エネルギーの発電システムを停止しなければならず、発電設備の利用率が低下してしまう。【０００３】
従来、電力系統における電圧や周波数の安定化には、発電機のガバナフリー制御やＬＦＣ（Load  Frequency  Control）機能、揚水発電による負荷平準化等で対応が行われてきた。しかしながら、発電機の下げ代不足の問題や、揚水発電所の建設に立地条件の制約があること、建設期間が長いなどの課題があった。
そこで、立地条件の制約が比較的少ない二次電池を用いた大規模蓄電池システムへの注目が高まっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１２７４０４号公報
【特許文献２】特開２０１４−０７５３１７号公報
【特許文献３】特開２０１４−１１９３９７号公報
【特許文献４】特開２０１４−０２３３６２号公報
【特許文献５】特開２０１４−０４１７４７号公報
【特許文献６】特開２０１４−１１０１９８号公報
【特許文献７】特開２０１５−００８０４０号公報
【特許文献８】特開２０１３−１３７８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、リチウムイオン電池のようなエネルギー密度が高く、長寿命の二次電池が開発され、車載用二次電池としての利用に留まらず、電力系統の安定化を目的とした定置型蓄電池への利用が拡大している。この定置型蓄電池は、高電圧かつ大容量を確保するため、多数の電池セルを多直列・多並列で組み合わせて構成される。蓄電池システムを構成する電池盤は主回路に並列接続される場合が多く、それぞれに遮断器を設置し、個別に遮断器の開／閉制御が行われる。これらの並列接続された電池盤において、電池盤間に大きな電圧差が生じていた場合、遮断器を投入した直後に過大な突入電流が発生し、過電流保護のためのヒューズが溶断したり、蓄電池の劣化を招く虞がある。【０００６】
このため、並列接続された電池盤間の電圧差がなるべく小さい状態で、各電池盤の遮断器を投入する必要がある。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、並列接続された複数の電池盤で構成される大規模な蓄電池システムにおいて、遮断器の投入時における過大な突入電流の発生を抑制するとともに、そのための電圧調整を迅速に行うことが可能な、蓄電池装置、蓄電池システム、方法及び制御プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の蓄電池装置は、電池セルを備えたセルモジュールが複数、直列に接続される電池盤が複数並列に接続される蓄電池装置である。
遮断器は、電池盤毎に蓄電池を主回路へ接続する。
電圧計測部は、電池電圧を計測する。
これらにより制御部は、複数の電池盤のうち、電池盤間の電圧差が所定の許容電圧差を超えている電池盤に対応する前記遮断器を開状態とし、電池盤間の電圧差が前記許容電圧差以内である複数の電池盤に対応する前記遮断器を閉状態として同時に充電あるいは放電して目標電池電圧とする処理を全ての前記電池盤の電圧差が前記許容電圧差以内となるまで繰り返す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態の蓄電池システムを備えた自然エネルギー発電システムの概要構成図である。
【図２】図２は、実施形態の蓄電池システムの概要構成ブロック図である。
【図３】図３は、セルモジュール、ＣＭＵ及びＢＭＵの詳細構成説明図である。
【図４】図４は、電池盤の電圧差が生じている場合の説明図である。
【図５】図５は、電池盤間の電圧差を調整するための処理フローチャートである。
【図６】図６は、電圧調整に係る通知表示例の説明図である。
【図７】図７は、具体的な電圧調整の一例の説明図である。
【図８】図８は、リチウムイオン電池におけるＯＣＶとＳＯＣの関係を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に図面を参照して実施形態について説明する。
図１は、実施形態の蓄電池システムを備えた自然エネルギー発電システムの概要構成図である。
【００１１】
自然エネルギー発電システム１００は、電力システムとして機能し、太陽光、水力、風力、バイオマス、地熱等の自然エネルギー（再生可能エネルギー）を利用し、系統電力として出力可能な自然エネルギー発電ユニット１と、自然エネルギー発電ユニット１の発電電力を測定する電力計２と、電力計２の測定結果に基づいて自然エネルギー発電ユニット１の余剰電力を充電し、不足電力を放電して自然エネルギー発電ユニット１の発電電力に重畳して出力する蓄電池システム３と、自然エネルギー発電ユニット１の出力電力（蓄電池システム３の出力電力が重畳されている場合も含む）の電圧変換を行う変圧器４と、蓄電池システム３のローカルな制御を行う蓄電池制御コントローラ５と、蓄電池制御コントローラ５のリモート制御を行う上位制御装置６と、を備えている。
【００１２】
図２は、実施形態の蓄電池システムの概要構成ブロック図である。
蓄電池システム３は、大別すると、電力を蓄える蓄電池装置１１と、蓄電池装置１１から供給された直流電力を所望の電力品質を有する交流電力に変換して負荷に供給する電力変換装置（ＰＣＳ：Power  Conditioning  System）１２と、を備えている。
【００１３】
蓄電池装置１１は、大別すると、複数の電池盤ユニット２１−１〜２１−Ｎ（Ｎは自然数）と、電池盤ユニット２１−１〜２１−Ｎが接続された電池端子盤２２と、を備えている。
電池盤ユニット２１−１〜２１−Ｎは、互いに並列に接続された複数の電池盤２３−１〜２３−Ｍ（Ｍは自然数）と、ゲートウェイ装置２４と、後述のＢＭＵ（Battery  Management  Unit：電池管理装置）及びＣＭＵ（Cell  Monitoring  Unit：セル監視装置）に動作用の直流電源を供給する直流電源装置２５と、を備えている。
【００１４】
ここで、電池盤２３−１〜２３−Ｍの構成について説明する。
電池盤２３−１〜２３−Ｍは、それぞれ、高電位側電源供給ライン（高電位側電源供給線）ＬＨ及び低電位側電源供給ライン（低電位側電源供給線）ＬＬを介して、出力電源ライン（出力電源線；母線）ＬＨＯ、ＬＬＯに接続され、主回路である電力変換装置１２に電力を供給している。
【００１５】
電池盤２３−１〜２３−Ｍは、同一構成であるので、電池盤２３−１を例として説明する。
電池盤２３−１は、大別すると、複数（図２では、２４個）のセルモジュール３１−１〜３１−２４と、セルモジュール３１−１〜３１−２４にそれぞれ設けられた複数（図１では、２４個）のＣＭＵ３２−１〜３２−２４と、セルモジュール３１−１２とセルモジュール３１−１３との間に設けられたサービスディスコネクト３３と、電流センサ３４と、コンタクタ３５と、を備え、複数のセルモジュール３１−１〜３１−２４、サービスディスコネクト３３、電流センサ３４及びコンタクタ３５は、直列に接続されている。
【００１６】
ここで、セルモジュール３１−１〜３１−２４は、電池セルが複数、直並列に接続されて組電池を構成している。そして、複数の直列接続されたセルモジュール３１−１〜３１−２４で組電池群を構成している。
【００１７】
さらに電池盤２３−１は、ＢＭＵ３６を備え、各ＣＭＵ３２−１〜３２−２４の通信ライン、電流センサ３４の出力ラインは、ＢＭＵ３６に接続されている。
ＢＭＵ３６は、ゲートウェイ装置２４の制御下で、電池盤２３−１全体を制御し、各ＣＭＵ３２−１〜３２−２４との通信結果（後述する電圧データ及び温度データ）及び電流センサ３４の検出結果に基づいてコンタクタ３５の開閉制御を行う。
【００１８】
次に電池端子盤２２の構成について説明する。
電池端子盤２２は、電池盤ユニット２１−１〜２１−Ｎに対応させて設けられた複数の盤遮断器４１−１〜４１−Ｎと、蓄電池装置１１全体を制御するマイクロコンピュータとして構成されたマスタ（Master）装置４２と、を備えている。
【００１９】
マスタ装置４２には、電力変換装置１２との間に、電力変換装置１２のＵＰＳ（Uninterruptible  Power  System）１２Ａを介して電源が供給される制御電源線５１と、イーサネット（登録商標）として構成され、制御データのやりとりを行う制御通信線５２と、が接続されている。
【００２０】
ここで、セルモジュール３１−１〜３１−２４、ＣＭＵ３２−１〜３２−２４およびＢＭＵ３６の詳細構成について説明する。
【００２１】
図３は、セルモジュール、ＣＭＵ及びＢＭＵの詳細構成説明図である。
セルモジュール３１−１〜３１−２４は、それぞれ、直列接続された複数（図３では、１０個）の電池セル６１−１〜６１−１０を備えている。
【００２２】
ＣＭＵ３２−１〜３２−２４は、対応するセルモジュール３１−１〜３１−２４を構成している電池セルの電圧及び所定箇所の温度を測定するための電圧温度計測ＩＣ（Analog  Front  End  IC:AFE-IC）６２と、それぞれが対応するＣＭＵ３２−１〜３２−２４全体の制御を行うＭＰＵ６３と、ＢＭＵ３６との間でＣＡＮ通信を行うためのＣＡＮ（Controller  Area  Network）規格に則った通信コントローラ６４と、セル毎の電圧に相当する電圧データ及び温度データを格納するメモリ６５と、を備えている。
【００２３】
以下の説明において、セルモジュール３１−１〜３１−２４のそれぞれと、対応するＣＭＵ３２−１〜３２−２４と、を合わせた構成については、電池モジュール３７−１〜３７−２４と呼ぶものとする。例えば、セルモジュール３１−１と対応するＣＭＵ３２−１を合わせた構成を電池モジュール３７−１と呼ぶものとする。
【００２４】
また、ＢＭＵ３６は、ＢＭＵ３６全体を制御するＭＰＵ７１と、ＣＭＵ３２−１〜３２−２４との間でＣＡＮ通信を行うためのＣＡＮ規格に則った通信コントローラ７２と、ＣＭＵ３２−１〜３２−２４から送信された電圧データ及び温度データを格納するメモリ７３と、を備えている。
【００２５】
蓄電池制御コントローラ５は、自然エネルギー発電ユニット１の発電電力を検出し、この発電電力が電力系統へ及ぼす影響を緩和するために、蓄電池装置１１を用いて発電電力の出力変動抑制を行なっている。ここで、蓄電池装置１１に対する変動抑制量は当該蓄電池制御コントローラ５あるいはその上位制御装置６で算出し、蓄電池装置１１に対応するＰＣＳ（Power  Conditioning  System）１２に充放電指令として与えられる。
【００２６】
上述したように、電池盤２３−１〜２３−Ｍに対応させて複数の盤遮断器４１−１〜４１−Ｎが設けられている。
そして、これらの盤遮断器４１−１〜４１−Ｎは、蓄電池システム３の起動時に順次投入（閉状態と）される。これにより、主回路を接続し、蓄電池への充放電が可能な状態とする。
【００２７】
この時、電池盤２３−１〜２３−Ｍ間の充電量が異なり、電池盤２３−１〜２３−Ｍ間の電圧に大きな差が生じていた場合、遮断器を投入した直後に主回路上に過大な突入電流（横流）が発生する。並列接続可能な２台の電池盤間に電圧差ΔＶが生じていたと仮定すると、遮断器投入時に流れる突入電流Ｉは、以下の式（１）から求められる。
【００２８】
【数１】
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【００２９】
ここで、Ｒは電池盤１台当たりの内部抵抗（蓄電池や配線等の内部抵抗の和）である。蓄電池システムには、過電流を保護するためのヒューズが設置されており、主回路上に過電流が流れると、このヒューズが意図せず溶断する場合がある。また、蓄電池に過電流が流れると、蓄電池が劣化する要因となったり、蓄電池に損傷を与えるなどのリスクが懸念されたりする。
【００３０】
そのため、この突入電流の発生を防止するために、並列接続された電池盤間に一定以上の電圧差が生じていた場合、該当電池盤の遮断器を投入しないように保護を行う。その後、保守員などが電池盤間の電圧差を解消した後、遮断器の投入を再度試みる。このように、並列接続された電池盤間に過大な電流が発生する事を防ぐためには、遮断器を投入する際に該当電池盤間の電圧差を小さくしておく必要がある。
【００３１】
ところで、従来においては、電池盤間の電圧差が所定の閾値を上回っていた場合、蓄電池システムの制御コントローラはこれらの電池盤の遮断器を投入せず、主回路上に発生する突入電流を未然に防いでいた。電池盤間の電圧差を解消するためには、保守員が電池盤毎の電圧差を確認し、電池盤毎に蓄電池への充放電を行うことで、電圧差を解消する必要があった。
そこで、本実施形態においては、蓄電池システムの起動時において、電池盤間に一定以上の電圧差が生じていた場合、個々の電池盤に対して個別に充放電を行うことで、これら電池盤間の電圧差を調整する。そして、全ての電池盤間の電圧差が許容範囲内に収まっていることを確認した後、全ての電池盤の遮断器を自動投入し、蓄電池システム全体で充放電可能な状態としている。
【００３２】
図４は、電池盤の電圧差が生じている場合の説明図である。
電池盤のメンテナンス等により並列接続された電池盤間の充電量に差が生じた場合を視覚的に表現すると図４に示すようなものとなる。
【００３３】
ところで、一般的なリチウムイオン電池は、充電量が多いほど電池電圧は高くなり、充電量が少ないと電池電圧は低くなる。そのため、図４に示すように、電池盤間の充電量に差が生じると、電池盤間の電圧にも差が生じる。
【００３４】
ここで、電池盤間の電圧差を調整する方法について図４を参照して説明する。
電圧調整に用いる基準電圧の選定方法として、
（ａ）最も高い電池盤電圧を基準電圧として選定する方法、
（ｂ）最も低い電池盤電圧を基準電圧として選定する方法、
（ｃ）各電池盤の平均電圧を基準電圧として選定する方法、
（ｄ）既に電圧が等しい電池盤が複数組（複数の電池盤群）ある場合には、その数が最も多い電池盤群（組み合わせ）の平均電圧を基準電圧として選定する方法、
等が挙げられる。
【００３５】
また、別の基準電圧の選定方法として、蓄電池システムの運用方針に合わせ、
（ｅ）オペレータが目標充電率（ＳＯＣ）を設定し、その充電率に応じた電池電圧を基準電圧として選定する方法、
も考えらえる。
上述した（ａ）〜（ｅ）の基準電圧の選定方法には、それぞれ長所と短所が考えられる。
例えば、（ｂ）の基準電圧の選定方法を採用し、最も低い電池盤電圧に調整した場合、蓄電池で放電可能な電気エネルギー量は減少するため、（ａ）の基準電圧の選定方法を採用し最も高い電池盤電圧を基準電圧に選定した方が好ましいケースが挙げられる。
【００３６】
また、（ａ）の基準電圧の選定方法を採用し最も高い電池盤電圧を基準電圧とする場合、（ｂ）の基準電圧の選定方法を採用し最も低い電池盤電圧を基準電圧とする場合あるいは（ｃ）の基準電圧の選定方法を採用し平均電圧を基準電圧とする場合、（ｄ）の基準電圧の選定方法を採用し基準電圧に選定した場合と比べて、電圧調整に必要となる総充放電量が多くなり、無駄が生じるケースがある。
【００３７】
したがって、基準電圧の選定方法は、蓄電池システムの用途や設計方針に応じて決めることが望ましい。
【００３８】
以下においては、上述した（ｄ）の基準電圧の選定方法を採用した場合を例として、具体的な処理手順を説明する。
図５は、電池盤間の電圧差を調整するための処理フローチャートである。
電池盤間の電圧差が許容範囲を超えていた場合において、電池盤間の電圧差を調整するための処理手順は、以下の通りである。
【００３９】
まず、各電池盤２３−１〜２３−Ｍ（ユニット）の電圧を測定する（ステップＳ１１）。
次に各電池盤間の電圧差を算出する（ステップＳ１２）。
【００４０】
そして電圧差が許容範囲内の電池盤の組合せを求め、最も数が多い組合せの電池盤の平均電圧を基準電圧として選定する（ステップＳ１３）。
ここで電圧差が許容範囲内とは、互いにそのまま接続しても電池盤間の接続時の電圧差に起因する電池盤間の電流量が許容電流値以下となる範囲である。この場合において、電圧差が許容範囲内の電池盤の組合せが存在しない場合は、全電池盤の平均電圧に最も近い電池盤を選び、その電圧を基準電圧として選定する。
【００４１】
続いて、電圧調整のスケジュール作成を行う（ステップＳ１４）。
スケジュールの作成においては、電圧差が許容範囲内の電池盤の組合せ以外の電池盤の中で、設定した基準電圧から最も電圧差が大きい電池盤を優先的にスケジューリングすべき充放電対象として選択する（ステップＳ１４−１）。この時、ステップＳ１４−１で選択した電池盤に対し、ＳＯＣ差が許容範囲内である複数の電池盤が存在すれば、それらをまとめて選択する。
【００４２】
そして、これらの電池盤に対して、次に電圧差が大きい電池盤と同じ電圧になるまで充放電を行なうように電圧調整のスケジュール作成を行う（ステップＳ１４−２）。
次に全ての電池盤の電圧差が許容範囲内に収まるか否かを判別し（ステップＳ１４−３）全ての電池盤の電圧差が許容範囲内に収まらないと判別される場合には（ステップＳ１４−３；Ｎｏ）、再びステップＳ１４−１の処理を繰り返してスケジュール作成を継続する。
【００４３】
次に全ての充放電対象のスケジュールが作成されると、作成したスケジュールに従って電圧調整に係る所要時間の算出を行うとともに、オペレータに通知すべく表示を行う（ステップＳ１５）。
【００４４】
図６は、電圧調整に係る通知表示例の説明図である。
具体的には、蓄電池システム３は、各電池盤間の電圧調整にかかる所要時間Ｔ（ｈ）を算出し、図６に示すように、所要時間の目安（図６の例の場合、４８分）を操作監視盤に表示したり、上位装置などへ通知を行うことで、オペレータ等に予め知らせることができる。
【００４５】
続いて、作成したスケジュールに従って電池盤の電圧調整を行う（ステップＳ１６）。
そして、全ての電池盤２３−１〜２３−Ｍの電圧差が許容範囲内に収まると、全ての盤遮断器４１−１〜４１−Ｍを投入して閉状態とする（ステップＳ１７）。
【００４６】
次に具体的な電圧調整の一例について図を用いて説明する。
図７は、具体的な電圧調整の一例の説明図である。
以下の説明においては、説明の簡略化のため、電池盤が電池盤２３−１〜２１−５（Ｍ＝５）の５個である場合を例として説明する。
【００４７】
図７の例の場合、電池盤間の電圧差が許容範囲内に収まる電池盤の組合せは、図７（Ａ）に示すように、電池盤２３−３と電池盤２３−４である。
そこで、電池盤２３−３と電池盤２３−４の平均電圧を、基準電圧に選定する。
【００４８】
なお、許容電圧差を越える電圧差がある電池盤（電池盤２３−１、電池盤２３−２および電池盤２３−５）に対しては個別に充放電を行なうようにスケジュール作成がなされ、選定した基準電圧を目標とした電圧差の調整がなされることとなる。
【００４９】
この場合において、各電池盤の電圧と選定された基準電圧との電圧差は、電池盤２３−２＞電池盤２３−５、電池盤２３−１＞電池盤２３−３＝電池盤２３−４となっているものとする。また、電池盤２３−３の電圧＞電池盤２３−４の電圧となっているものとする。
【００５０】
最初に、作成したスケジュールに従い、基準電圧の選定に用いられた電池盤以外の電池盤であって、基準電圧に対し最も電圧差が大きい電池盤２３−２の遮断器を投入し、図７（Ｂ）に示すように、電圧差調整するために電池盤２３−２を構成している蓄電池の充電を行う。基準電圧まで充電を行う過程において、まず電池盤２３−２の電圧に対して最も電圧差が少ない電池盤２３−５と同じ電圧となるまで充電を行なう。その後、電池盤２３−２の遮断器を開く。
【００５１】
次に、スケジュールに従って、この時点において基準電圧に対して最も電圧差（＞０）が大きいこととなる電池盤２３−１の遮断器を投入し、図７（Ｃ）に示すように、電圧差を調整するために蓄電池の放電を行う。
【００５２】
この場合において、電池盤２３−１と基準電圧の選定に用いられた電池盤であってより電池盤２３−１と近い電圧を有する電池盤との間の電圧を有する電池盤は存在しない、すなわち、電池盤２３−１を基準電圧まで放電する過程において、他に電圧差の調整が必要となる電池盤は存在しないため、一度に選定した基準電圧まで放電を行うようにスケジュールが作成されている。
【００５３】
上述したスケジュールに従うと、この時点において、各電池盤の電圧は以下の通りとなっている。
電池盤２３−３＞電池盤２３−１＞電池盤２３−４＞電池盤２３−２≒電池盤２３−５
【００５４】
そこで、最後に、電池盤２３−２と電池盤２３−５を一つのグループとし、これらの遮断器を同時に投入（閉）し、図７（Ｄ）に示すように、基準電圧まで充電を行う。
この結果、各電池盤の電圧は以下の通りとなり、図７（Ｅ）に示すように、全ての電池盤の電圧が許容範囲内に収まることとなる。
電池盤２３−３＞電池盤２３−１≒電池盤２３−２≒電池盤２３−５＞電池盤２３−４
【００５５】
このように、各電池盤の電圧差を測定し、電圧差が許容範囲内である複数の電池盤をまとめて一つのグループとして電圧調整することにより、電池盤毎に個別に充放電を行う調整方法と比べて、短時間で電圧差を調整することができる。
【００５６】
次に、電圧調整のスケジュールの作成において、電圧調整を行うために必要となる蓄電池の充放電制御について説明する。
通常、ＰＣＳ１２は、蓄電池の電圧差を直接調整できるような機能は有しておらず、一般的には有効電力と充放電時間に基づいて蓄電池の充放電制御を行う。そのため、電池盤間の電圧差を調整するためには、電池盤間の電圧差から充電量の差を求める必要がある。
【００５７】
そして、この充電量の差に基づいて、ＰＣＳ出力（有効電力）と充放電時間を決定する。一般的なリチウムイオン電池は、充電量（充電状態：ＳＯＣ）と開回路電圧（ＯＣＶ）の間に相関がある場合が多い。このような蓄電池では、開回路電圧の差から充電量の差を推定することができる。
【００５８】
図８は、リチウムイオン電池におけるＯＣＶとＳＯＣの関係を模式的に説明する図である。
以下においては、ＳＯＣ０％におけるＯＣＶを下限電圧、ＳＯＣ１００％におけるＯＣＶを上限電圧と呼ぶこととする。
【００５９】
一般的に、ＳＯＣが高いほど蓄電池のＯＣＶは高くなる傾向にある。この電池特性に基づいて、電池盤のＯＣＶ差ΔＶ（Ｖ２−Ｖ１）から、蓄電池の充電量の差ΔＳＯＣ（％）を求めることができる。
充電量の差ΔＳＯＣ（％）は、蓄電池の定格容量Ｃａｐ（Ｗｈ）を用いることで、以下の式（２）により単位変換を行うことができる。
【００６０】
【数２】
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【００６１】
この充電量の差ΔＳＯＣ’（Ｗｈ）と電圧調整時における充放電電力Ｐ（Ｗ）を用いると、各電池盤間の電圧調整にかかる所要時間Ｔ（ｈ）は、以下の式（３）で求められる。
【００６２】
【数３】
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蓄電池システムは、この充放電電力Ｐ（Ｗ）と所要時間Ｔ（ｈ）に基づいて、電池盤間の電圧差を調整することができる。
【００６３】
以上の説明のように、実施形態が適用された蓄電池装置を複数備えた蓄電池システムによれば、遮断器の投入時における過大な突入電流の発生を抑制するとともに、そのための電圧調整を迅速に行うことが可能となる。
【００６４】
さらに各蓄電池装置の容量を有効に利用でき、実効的な蓄電池システムの長寿命化が図れ、運用コストの低減を図ることができるとともに、蓄電池システムの長期運用が可能となる。
【００６５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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