(57)【要約】【課題】蓄電装置の充放電効率の差を吸収して安定した運用を可能とする。【解決手段】実施形態の蓄電池電源装置の目標ＳＯＣ補正部は、予め記憶した蓄電装置の充放電効率の差に基づいて、充電後の実効的なＳＯＣが目標ＳＯＣとなるように、充電時の目標ＳＯＣを補正する。これにより、充放電制御部は、補正された目標ＳＯＣに基づいて蓄電装置の充放電制御を行う。【選択図】図１
2015146694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標ＳＯＣに基づいて蓄電装置の充放電制御を行う充放電制御部と、
予め記憶した前記蓄電装置の充放電効率の差に基づいて、充電後の実効的なＳＯＣが目標ＳＯＣとなるように、充電時の前記目標ＳＯＣを補正する目標ＳＯＣ補正部と、
を備えた蓄電池電源装置。
【請求項２】
前記目標ＳＯＣ補正部は、前記蓄電装置の充放電効率の差に基づいて、前記目標ＳＯＣを元の目標ＳＯＣよりも高い値に補正する、
請求項１記載の蓄電池電源装置。
【請求項３】
前記蓄電装置のＳＯＣを測定するＳＯＣ測定部を備え、
前記目標ＳＯＣ補正部は、前記ＳＯＣ測定部により測定されたＳＯＣに基づいて充電時の前記目標ＳＯＣを補正する、
請求項１又は請求項２記載の蓄電池電源装置。
【請求項４】
前記目標ＳＯＣ補正部は、前記ＳＯＣ測定部により測定された現在の前記蓄電装置のＳＯＣが所定の補正判断下限値を超えた場合に、前記目標ＳＯＣの補正を禁止し、
前記現在の前記蓄電装置のＳＯＣが所定の補正判断下限値以下となった場合に前記目標ＳＯＣを補正する、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の蓄電池電源装置。
【請求項５】
前記目標ＳＯＣ補正部は、補正後の前記目標ＳＯＣと、前記ＳＯＣ測定部により測定されたＳＯＣと、の差を、所定の補正時間で除した値を単位時間あたりの補正量として、前記目標ＳＯＣを補正する、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の蓄電池電源装置。
【請求項６】
前記蓄電装置は、太陽光エネルギー、風力エネルギー等の再生可能エネルギーを利用した発電装置の発電電力により充電され、外部の負荷に対して蓄電電力を放電する、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の蓄電池電源装置。
【請求項７】
太陽光エネルギー、風力エネルギー等の再生可能エネルギーを利用した発電装置の発電電力により充電され、外部の負荷に対して蓄電電力を放電する蓄電装置を備えた蓄電池電源装置において実行される蓄電池電源装置の制御方法であって、
予め記憶した前記蓄電装置の充放電効率の差に基づいて、充電後の実効的なＳＯＣが目標ＳＯＣとなるように、充電時の前記目標ＳＯＣを補正する過程と、
補正された前記目標ＳＯＣに基づいて蓄電装置の充放電制御を行う過程と、
を備えた蓄電池電源装置の制御方法。
【請求項８】
太陽光エネルギー、風力エネルギー等の再生可能エネルギーを利用した発電装置の発電電力により充電され、外部の負荷に対して蓄電電力を放電する蓄電装置を備えた蓄電池電源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、
予め記憶した前記蓄電装置の充放電効率の差に基づいて、充電後の実効的なＳＯＣが目標ＳＯＣとなるように、充電時の前記目標ＳＯＣを補正する目標ＳＯＣ補正手段と、
補正された前記目標ＳＯＣに基づいて蓄電装置の充放電制御を行う充放電制御手段と、
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、蓄電池電源装置、蓄電池電源装置の制御方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光や風力など再生可能エネルギー発電装置の導入が世界各地で進んでいる。
このような再生可能エネルギー発電装置は、天候条件等によってその出力が急激に変動するため、電力系統の需給バランスに悪影響があり、その出力変動を抑制する必要がある。
そこで、従来、応答性が高く、再生可能エネルギーの急激な出力変動に追従可能な蓄電装置を用い、再生可能エネルギー発電装置の出力変動を打ち消す方向に充放電制御を繰り返すことによって電力系統の需給バランスの維持が可能な蓄電池電源装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４９４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、蓄電池電源装置を構成している蓄電装置の充放電制御によって再生可能エネルギー発電装置の出力変動を抑制するには、蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ）を一定の範囲に維持し、充放電予備力を常に確保する必要がある。
しかしながら、蓄電装置には充電効率が放電効率よりも悪いという特性があるため、充電量と放電量を一定時間内で一致させるように制御するだけでは、ＳＯＣが除々に減少し運用が困難になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、蓄電装置の充放電効率の差を吸収して安定して運用が可能な蓄電池電源装置、蓄電池電源装置の制御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】
【０００６】
実施形態の蓄電池電源装置の目標ＳＯＣ補正部は、予め記憶した蓄電装置の充放電効率の差に基づいて、充電後の実効的なＳＯＣが目標ＳＯＣとなるように、充電時の目標ＳＯＣを補正する。
これにより、充放電制御部は、補正された目標ＳＯＣに基づいて蓄電装置の充放電制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態の蓄電池電源システムの概要構成ブロック図である。
【図２】図２は、ＳＯＣ目標値の補正制御の原理説明図である。
【図３】図３は、第１実施形態の蓄電池電源装置の制御部の処理フローチャートである。
【図４】図４は、第２実施形態の蓄電池電源装置の制御部の処理フローチャートである。
【図５】図５は、第３実施形態の蓄電池電源装置の制御部の処理フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、実施形態の蓄電池電源システムの概要構成ブロック図である。
蓄電池電源システム１０は、大別すると、太陽光エネルギー、風力エネルギー等の再生可能エネルギーを利用した発電装置１１と、発電装置１１の発電電力を蓄電し、電力変換装置１２を介して蓄電電力を負荷１３−１〜１３−ｎに供給する蓄電池電源装置１４と、通信ネットワーク１５を介して、蓄電池電源装置１４を遠隔地から監視し、制御可能な遠隔監視装置１６と、を備えている。
【０００９】
蓄電池電源装置１４は、オペレータの入力操作及び通信ネットワークを介した通信インタフェース動作を行う入力部２１と、発電装置１１の発電出力を計測する出力計測部２２と、発電装置１１の発電電力により充電され、蓄電電力を電力変換装置１２を介して負荷１３−１〜１３−ｎに供給する蓄電装置２３と、蓄電装置２３のＳＯＣを計測するＳＯＣ計測部２４と、入力部２１を介して入力された充放電制御を行うための制御指令値、出力計測部２２が出力した発電装置１１の発電出力及びＳＯＣ計測部２４が出力した蓄電装置２３のＳＯＣに基づいて、蓄電装置２３の充放電制御を行う制御部２５と、を備えている。
【００１０】
［１］第１実施形態
次に上記構成を有する蓄電池電源システム１０において、第１実施形態の目標ＳＯＣ制御について説明する。
【００１１】
図２は、ＳＯＣ目標値の補正制御の原理説明図である。
図２（ｂ）は、蓄電装置２３の放電効率及び充電効率が一致しているとして充放電制御を行った場合の実際の蓄電装置２３のＳＯＣの変化の説明図である。
【００１２】
蓄電装置２３においては、充電効率が放電効率よりも低いため、放電効率及び充電効率が一致しているとして充放電制御を行った場合には、実際のＳＯＣ値は、時間の経過とともに徐々に低下することとなる。したがって、充放電を繰り返して時間が経過すると、図２（ｂ）に示すように、実際のＳＯＣ値は、徐々に目標ＳＯＣ値から遠ざかることとなっていた。
【００１３】
そこで、本第１実施形態においては、図２（ａ）に示すように、予め記憶した蓄電装置２３の充放電特性に基づいて、ＳＯＣ値の減少分に相当する分だけ、目標ＳＯＣ値を補正している。
この結果、実効的なＳＯＣ値は、目標ＳＯＣを維持し続けることが可能となる。
【００１４】
図３は、第１実施形態の蓄電池電源装置の制御部の処理フローチャートである。
まず、蓄電池電源装置１４の制御部２５には、ＳＯＣ計測部２４が計測した蓄電装置２３のＳＯＣ値ＳＳが入力されるとともに、出力計測部２２が計測した発電装置１１の発電出力値ＳＧが入力される（ステップＳ１１）。
【００１５】
これにより、制御部２５は、入力されたＳＯＣ値ＳＳ及び発電出力値ＳＧに基づいて補正目標ＳＯＣ値を算出する（ステップＳ１２）。
この場合において、制御部２５は、初期状態からの充放電回数（経過時間）に基づいて、予め記憶した充放電回数（経過時間）と充放電効率の変化との対応関係テーブルを参照して補正目標ＳＯＣ値を取得したり、予め記憶した充放電回数（経過時間）と充放電効率の変化関数に基づいて補正目標ＳＯＣ値を算出したりするようにされている。
【００１６】
続いて制御部２５は、算出した補正目標ＳＯＣ値に基づいて蓄電装置２３の充電制御を行うための制御指令値ＳＣを蓄電装置２３に出力する（ステップＳ１３）。
そして、制御部２５は、入力部２１を介して、遠隔監視装置１６あるいはオペレータにより補正制御停止指令が入力されたか否かを判別する（ステップＳ１４）。
【００１７】
ステップＳ１４の判別において、未だ補正制御停止指令が入力されていない場合には（ステップＳ１４；Ｎｏ）、制御部２５は、再び処理をステップＳ１１に移行し、同様の制御を繰り返すこととなる。
ステップＳ１４の判別において、補正制御停止指令が入力された場合には（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、蓄電装置２３の充放電制御を一旦終了する。
【００１８】
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、蓄電装置の充電効率が放電効率よりも悪いという特性があったとしても、蓄電装置２３の充放電効率の差を吸収して安定して蓄電池電源装置１４を運用でき、ひいては、蓄電池電源システム１０全体を安定して運用することができる。
【００１９】
［２］第２実施形態
図４は、第２実施形態の蓄電池電源装置の制御部の処理フローチャートである。
図４の第２実施形態が図３の第１実施形態と異なる点は、測定ＳＯＣ値が補正判断下限値を超えている場合には、ＳＯＣ補正制御を行わない（禁止する）ようにして、通常通りの制御を行うようにした点である。
【００２０】
まず、蓄電池電源装置１４の制御部２５には、ＳＯＣ計測部２４が計測した蓄電装置２３のＳＯＣ値ＳＳが入力されるとともに、出力計測部２２が計測した発電装置１１の発電出力値ＳＧが入力される（ステップＳ２１）。
これにより、制御部２５は、入力されたＳＯＣ値ＳＳ及び発電出力値ＳＧに基づいて補正目標ＳＯＣ値を算出する（ステップＳ２２）。
【００２１】
この場合において、制御部２５は、初期状態からの充放電回数（経過時間）に基づいて、予め記憶した充放電回数（経過時間）と充放電効率の変化との対応関係テーブルを参照して補正目標ＳＯＣ値を取得したり、予め記憶した充放電回数（経過時間）と充放電効率の変化関数に基づいて補正目標ＳＯＣ値を算出したりするようにされている。
【００２２】
続いて制御部２５は、算出した補正目標ＳＯＣ値に基づいて蓄電装置２３の充電制御を行うための制御指令値ＳＣを蓄電装置２３に出力する（ステップＳ２３）。
制御部２５は、測定ＳＯＣ値ＳＳが予め定めた補正判断下限値ＶＬを超えているか否かを判別する（ステップＳ２４）。
【００２３】
ステップＳ２４の判別において、測定ＳＯＣ値ＳＳが予め定めた補正判断下限値ＶＬ以下である場合には（ステップＳ２４；Ｎｏ）、目標ＳＯＣ値の補正が必要であるので、処理をステップＳ２６に移行する。
【００２４】
ステップＳ２４の判別において、測定ＳＯＣ値ＳＳが予め定めた補正判断下限値ＶＬを超えている場合には（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、目標ＳＯＣ値の補正は必要ないものとして、次回のＳＯＣ補正制御を行わないように禁止する禁止状態とする（ステップＳ２５）。この結果、処理を再びステップＳ２１に移行した後の最初のステップＳ２２における補正目標ＳＯＣ値の算出結果は、制御指令値として用いられることはないこととなる。
【００２５】
そして、制御部２５は、入力部２１を介して、遠隔監視装置１６あるいはオペレータにより補正制御停止指令が入力されたか否かを判別する（ステップＳ２６）。
ステップＳ２６の判別において、未だ補正制御停止指令が入力されていない場合には（ステップＳ２６；Ｎｏ）、制御部２５は、再び処理をステップＳ２１に移行し、同様の制御を繰り返すこととなる。
【００２６】
ステップＳ２６の判別において、補正制御停止指令が入力された場合には（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、蓄電装置２３の充放電制御を一旦終了する。
以上の説明のように、本第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、実際の運用状態に合わせて必要以上に目標ＳＯＣ値の補正が行われることが無く、より安定して、蓄電池電源システム１０全体を運用することができる。
【００２７】
［３］第３実施形態
図５は、第３実施形態の蓄電池電源装置の制御部の処理フローチャートである。
以上の各実施形態においては、実際のＳＯＣ値と、補正目標ＳＯＣ値が大幅に異なる場合には、充電が急激に行われ、出力変動が大きくなることが考えられる。
そこで、本実施形態は、補正目標ＳＯＣ値の算出を所定のＳＯＣ補正時間内で段階的に行うようにして、急激な出力変動を招かないようにした実施形態である。
【００２８】
まず、蓄電池電源装置１４の制御部２５には、ＳＯＣ計測部２４が計測した蓄電装置２３のＳＯＣ値ＳＳが入力されるとともに、出力計測部２２が計測した発電装置１１の発電出力値ＳＧが入力される（ステップＳ３１）。
これにより、制御部２５は、入力されたＳＯＣ値ＳＳ、発電出力値ＳＧ及び予め設定されたＳＯＣ補正時間に基づいて補正目標ＳＯＣ値を算出する（ステップＳ３２）。
【００２９】
この場合において、制御部２５は、初期状態からの充放電回数（経過時間）に基づいて、予め記憶した充放電回数（経過時間）と充放電効率の変化との対応関係テーブルを参照して補正目標ＳＯＣ値を取得したり、予め記憶した充放電回数（経過時間）と充放電効率の変化関数に基づいて補正目標ＳＯＣ値を算出したりするようにされ、さらに測定ＳＯＣ値ＳＳと、補正目標ＳＯＣ値との差を所定のＳＯＣ補正時間で割った値ずつ、ＳＯＣ補正時間かけて徐々に補正するように制御する。
【００３０】
すなわち、単位時間毎の補正目標値は、次式により算出される。
単位時間毎の補正目標値＝（補正目標ＳＯＣ値−測定ＳＯＣ値ＳＳ）／ＳＯＣ補正時間
続いて制御部２５は、所定のＳＯＣ補正時間で割った値を用いて算出した補正目標ＳＯＣ値に基づいて蓄電装置２３の充電制御を行うための制御指令値ＳＣを蓄電装置２３に出力する（ステップＳ３３）。
【００３１】
そして、制御部２５は、所定のＳＯＣ補正時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ３４）。
ステップＳ３４の判別において、未だ所定のＳＯＣ補正時間が経過していない場合には（ステップＳ３４；Ｎｏ）、制御部２５は、再び処理をステップＳ３１に移行し、同様の制御を繰り返すこととなる。
【００３２】
ステップＳ３４の判別において、所定のＳＯＣ補正時間が経過した場合には（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）、蓄電装置２３の充放電制御を一旦終了する。
以上の説明のように、本第４実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、実際のＳＯＣ値と、補正目標ＳＯＣ値が大幅に異なる場合であっても、充電が急激に行われることが無く、出力変動が大きくなることがないので、安定して、制御が行える。
【００３３】
［４］実施形態の効果
以上の説明のように、各実施形態によれば、蓄電装置（を構成している蓄電池ユニットなど）の充放電効率の差を吸収して蓄電池電源装置、ひいては、蓄電池電源システムの安定した運用が可能となる。
【００３４】
［５］実施形態の変形例
本実施形態の蓄電池電源装置で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されるようにしてもよい。
【００３５】
また、本実施形態の蓄電池電源装置で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の蓄電池電源装置で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
また、本実施形態の蓄電池電源装置の制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００３６】
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、特許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。
【符号の説明】
【００３７】
１０    蓄電池電源システム
１１    発電装置
１２    電力変換装置
１３−１〜１３−ｎ    負荷
１４    蓄電池電源装置
１５    通信ネットワーク
１６    遠隔監視装置
２１    入力部
２２    出力計測部
２３    蓄電装置
２４    ＳＯＣ計測部
２５    制御部
ＳＣ    制御指令値
ＳＧ    発電出力値
ＳＳ    ＳＯＣ値
ＶＬ    補正判断下限値
【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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