(57)【要約】  この発明は、インターロック処理の安全性を高めた蓄電池システムを提供することを目的とする。  電力系統に接続され、ＥＭＳからの充放電要求に基づいて動作する蓄電池システムにおいて、蓄電池の状態を監視する蓄電池監視装置と、交直変換装置と、充放電要求と蓄電池監視装置から供給される蓄電池情報とを受信し充放電要求と蓄電池情報とに基づいて交直変換装置を制御する制御装置を備える。さらに、制御装置は、蓄電池システムの異常を検知した場合に、検知した異常の内容に応じたインターロック処理を施すインターロック処理部をさらに備える。
2015040723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に接続される蓄電池システムであって、前記電力系統の電力需給を管理するエネルギマネジメントシステムからの充放電要求に基づいて動作する蓄電池システムにおいて、
蓄電池と、
前記蓄電池の状態を監視する蓄電池監視装置と、
前記電力系統の交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に充電する機能と、前記蓄電池の直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に放電する機能とを有する交直変換装置と、
前記充放電要求と、前記蓄電池監視装置から供給される蓄電池情報とを受信し、前記充放電要求と前記蓄電池情報とに基づいて前記交直変換装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記蓄電池システムの異常を検知した場合に、検知した異常の内容に応じたインターロック処理を施すインターロック処理部をさらに備える
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項２】
前記インターロック処理部は、前記蓄電池情報と、前記交直変換装置から供給される交直変換装置情報との少なくとも一方に基づいて前記蓄電池システムの異常を検知するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池システム。
【請求項３】
前記インターロック処理部は、前記インターロック処理として前記交直変換装置に対する充放電指令の出力を停止する処理を含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電池システム。
【請求項４】
前記インターロック処理部は、前記インターロック処理として前記交直変換装置に対してトリップ指令を出力する処理を含む
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電池システム。
【請求項５】
前記交直変換装置と前記蓄電池とはコンタクタによって接続され、
前記インターロック処理部は、前記インターロック処理として前記コンタクタを開放させる処理を含む
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電池システム。
【請求項６】
前記蓄電池監視装置は、前記蓄電池の状態量に関する第１上限閾値と第１下限閾値とを予め記憶し、前記蓄電池の状態量が前記第１上限閾値よりも大きい場合、または前記第１下限閾値よりも小さい場合に、前記交直変換装置と前記蓄電池とを接続するコンタクタを開放し、
前記インターロック処理部は、前記第１上限閾値よりも低い第２上限閾値と、前記第１下限閾値よりも高い第２下限閾値とを予め記憶し、前記蓄電池情報と前記交直変換装置から供給される交直変換装置情報との少なくとも一方に含まれる前記蓄電池の状態量が前記第２上限閾値よりも大きい場合、または前記第２下限閾値よりも小さい場合に前記蓄電池システムの異常を検知する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蓄電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力系統に接続される蓄電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統は、発電設備と負荷設備とを送配電設備によって接続することで構築されている。電力系統には、複数の大規模発電所と多数の工場や商業施設及び家庭とを接続する大規模なシステムから、特定の施設内で構築される小規模なシステムまで様々な規模のものが存在する。何れの規模の電力系統においても、電力系統全体の電力需給を管理するエネルギマネジメントシステム（ＥＭＳ）が備えられ、ＥＭＳによって発電設備による電力の供給と負荷設備による電力の需要とをバランスさせることが行われている。【０００３】
蓄電池システムは、上記のような電力系統に接続されて、電力需給をバランスさせるための１つの手段として用いられる。かつては、大量の電力の貯蔵は困難であるとされていたが、リチウムイオン電池やナトリウム硫黄電池のような大容量の蓄電池が実用化されたことによって、大量の電力の貯蔵が可能になった。このような蓄電池を備えた蓄電池システムを電力系統に接続することにより、電力の需要に対して供給が過大なときには、過剰な電力を蓄電池に充電し、電力の需要に対して供給が不足するときには、蓄電池からの放電により電力の不足を補填するといった運用をとることができる。【０００４】
このような蓄電池システムの好適な用途の一例が、太陽光や風力等の自然エネルギを利用した発電設備との組み合わせである。自然エネルギを利用した発電設備は、昨今のエネルギ問題或いは環境問題に対する意識の高まりをうけて広く導入されつつある。しかし、自然エネルギを利用した発電設備には、季節や天候等の自然的要因によって発電電力が左右されやすいために安定した電力供給を行えないという短所がある。蓄電池システムは、この短所を補うことのできるシステムであり、自然エネルギを利用した発電設備に蓄電池システムを組み合わせることで安定した電力供給を行うことが可能になる。【０００５】
蓄電池システムを電力系統に接続する場合、蓄電池システムの動作は前述のＥＭＳによって管理される。蓄電池システムは、蓄電池に接続された交直変換装置（ＰＣＳ）を備える。ＰＣＳは、電力系統の交流電力を直流電力に変換して蓄電池に充電する機能と、蓄電池の直流電力を交流電力に変換して電力系統に放電する機能とを有している。ＥＭＳからＰＣＳに対して充放電要求が供給され、ＰＣＳが充放電要求に従って動作することで、電力系統から蓄電池への充電、或いは、蓄電池から電力系統への放電が達成される。【０００６】
なお、出願人は、本発明に関連するものとして、以下に記載する文献を認識している。特許文献１の図９には、電力系統に接続された蓄電池システムの一例が描かれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本特開２０１３−２７２１０号公報
【特許文献２】日本特開２０１２−７５２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
蓄電池には、その状態を監視する蓄電池監視装置（以下、ＢＭＵとも記す）が取り付けられている。ＢＭＵによる監視項目には電流値、電圧値、温度等が含まれ、これらはＢＭＵが備えるセンサによって計測される。ＢＭＵは電流値、電圧値、温度等から蓄電池の異常を検知している。蓄電池の保護に関して、従来提案されている蓄電池システムでは、ＢＭＵからの過充電、過放電、温度異常等を示す重故障信号に基づいてインターロック処理を行っている。しかしながら、ＢＭＵから重故障信号が出力される場合は、蓄電池にとってはかなりの過負荷状態にある。例えば、リチウムイオン電池は、電解液に可燃性の有機溶媒が用いられ、高電圧・大電流が流れる蓄電池であり、より安全なインターロック処理を設けることが望まれる。【０００９】
本発明は、上述のような課題に鑑みなされたもので、インターロック処理の安全性を高めた蓄電池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】
【００１０】
上記目的の達成のため、本発明に係る蓄電池システムは以下のように構成される。【００１１】
本発明に係る蓄電池システムは電力系統に接続され、電力系統の電力需給を管理するエネルギマネジメントシステムからの充放電要求に基づいて動作するように構成される。本発明に係る蓄電池システムが接続される電力系統の規模や構成には限定はない。【００１２】
本発明に係る蓄電池システムは、蓄電池、蓄電池監視装置、交直変換装置、及び制御装置を備える。蓄電池は単一の蓄電池セルで構成されていてもよいし、複数の蓄電池セルの集合体として構成されていてもよい。蓄電池の種類としては、リチウムイオン電池やナトリウム硫黄電池やニッケル水素電池等の大容量の蓄電池が好ましい。【００１３】
蓄電池監視装置は、蓄電池の状態を常時或いは所定の周期で監視する装置である。蓄電池監視装置による監視項目としては、例えば、電流、電圧、温度等の状態量を挙げることができる。電圧に関して言えば、蓄電池が複数のセルで構成されている場合には、セルごとに電圧を監視することが好ましい。蓄電池監視装置は、監視項目である状態量をセンサによって常時或いは所定の周期で計測し、得られたデータの一部或いは全部を蓄電池情報として外部に出力する。【００１４】
また、蓄電池監視装置は、電流値、電圧値、温度等から蓄電池の過充電、過放電、温度異常等の重障害を検知した場合に、交直変換装置と蓄電池とを接続するコンタクタが開放されるインターロック機能を備えている。具体的には、蓄電池監視装置には、電流、電圧、温度等の状態量についてそれぞれＢＭＵ上限閾値とＢＭＵ下限閾値とが設定されている。例えば、蓄電池監視装置は、蓄電池の電圧値がＢＭＵ上限閾値よりも高い場合には過充電が生じていると判断し、ＢＭＵ下限閾値よりも低い場合には過放電が生じていると判断する。電流値や温度等についても同様に判断可能である。蓄電池監視装置は、いずれかの重障害が生じていると判断した場合に、交直変換装置と蓄電池とを接続するコンタクタを強制的に開放するインターロック処理を施す。【００１５】
交直変換装置は、電力系統に蓄電池を接続する装置であり、電力系統の交流電力を直流電力に変換して蓄電池に充電する機能と、蓄電池の直流電力を交流電力に変換して電力系統に放電する機能とを有している。交直変換装置はパワーコンディショナーとも呼ばれ、蓄電池への充電電力量、及び蓄電池からの放電電力量は、交直変換装置によって調整される。交直変換装置は、充電電力量及び放電電力量の調整においてセンサの出力値を参照する。このセンサは充電電力量及び放電電力量に関係する物理量を計測するセンサであって、例えば、電流センサと電圧センサを含む。【００１６】
制御装置は、エネルギマネジメントシステムと交直変換装置との間に介在する装置である。エネルギマネジメントシステムから蓄電池システムに供給される充放電要求は、この制御装置が受信する。制御装置は、充放電要求とともに蓄電池監視装置から供給される蓄電池情報を受信し、充放電要求と蓄電池情報とに基づいて交直変換装置を制御するように構成される。【００１７】
制御装置は、インターロック処理部を備える。インターロック処理部は、蓄電池システムの異常を検知した場合に、検知した異常の内容に応じたインターロック処理を施すように構成される。インターロック処理部は、蓄電池監視装置から供給される蓄電池情報と、交直変換装置から供給される交直変換装置情報との少なくとも一方に基づいて、蓄電池システムの異常を検知するように構成されている。なお、インターロック処理部において検知される蓄電池システムの異常とは、蓄電池監視装置において検知される重障害よりも程度の低い障害を意味する。【００１８】
インターロック処理部は、インターロック処理として、交直変換装置に対する充放電指令の出力を停止する処理を含むように構成されることが好ましい。充放電指令の出力が停止されると充電電力量及び放電電力量の指示値はゼロになり、交直変換装置は充放電操作を停止する。また、インターロック処理部は、インターロック処理として、交直変換装置に対してトリップ指令を出力する処理を含むように構成されることが好ましい。加えて、インターロック処理部は、インターロック処理として、交直変換装置と蓄電池とを接続するコンタクタを開放させる処理を含むように構成されることが好ましい。【００１９】
具体的には、インターロック処理部には、電流、電圧、温度等の状態量についてそれぞれＦＢＣＳ上限閾値とＦＢＣＳ下限閾値とが設定されている。ＦＢＣＳ上限閾値はＢＭＵ上限閾値よりも低く設定されている。また、ＦＢＣＳ下限閾値はＢＭＵ下限閾値よりも低く設定されている。例えば、インターロック処理部は、蓄電池情報や交直変換装置情報に含まれる電圧値がＦＢＣＳ上限閾値よりも高い場合には過充電が生じていると判断し、ＦＢＣＳ下限閾値よりも低い場合には過放電が生じていると判断する。電流値や温度等についても同様に判断可能である。インターロック処理部は、いずれかの異常が生じていると判断した場合には、異常の内容に応じて、上述した充放電指令の出力停止、トリップ指令出力、コンタクタ開放等の少なくとも１つのインターロック処理を施す。異常の内容は、検出パラメータの種類、異常が生じている検出パラメータの数、検出値と閾値との乖離量などに基づいて予め設定する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る蓄電池システムによれば、インターロック処理の安全性を高めた蓄電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るシステム構成を説明するための概念構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るシステムのブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるインターロック機能を実現するために蓄電池システム１０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２におけるインターロック機能を実現するために蓄電池システム１０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３におけるインターロック機能を実現するために蓄電池システム１０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２３】
実施の形態１．
［実施の形態１の全体構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係るシステム構成を説明するための概念構成図である。図１に示す蓄電池システム１０は、電力系統の送電設備２０に接続される。電力系統には、送電設備２０の他、送電設備２０に接続された発電設備（図示省略）、送電設備２０に接続された負荷設備（図示省略）が含まれる。蓄電池システム１０は、コンピュータネットワーク４０により遠方のエネルギマネジメントシステム（以下、ＥＭＳ）３０に接続される。ＥＭＳ３０は、発電設備の発電量、蓄電池システム１０の充放電量、負荷設備の受電量など、電力系統の電力需給を管理する。
【００２４】
蓄電池システム１０は、交直変換装置（以下、ＰＣＳ）１００、フロントバッテリーコントロールステーション盤（以下、ＦＢＣＳ盤）１２０、及び蓄電池盤１４０を備える。蓄電池システム１０では、１つのＰＣＳ１００に対して１つのＦＢＣＳ盤１２０が接続され、１つのＦＢＣＳ盤１２０に対して複数の蓄電池盤１４０が並列に接続される。図１では、蓄電池盤１４０は３列であるが、これは単なる一例である。蓄電池盤１４０の並列数はＰＣＳ１００の仕様に基づいて定められる。よって、蓄電池盤１４０の並列数が１列となることもあり得る。また、図１では、蓄電池システム１０は１台のＰＣＳ１００を備えているが、これは単なる一例である。ＰＣＳ１００の並列数は、蓄電池システム１０の仕様に基づいて定められる。よって、ＰＣＳ１００の並列数が複数となることもあり得る。
【００２５】
（蓄電池盤）
蓄電池盤１４０は、ヒューズ１４１、コンタクタ１４２、蓄電池モジュール１４３、及び蓄電池監視装置（以下、ＢＭＵ：Battery Management Unit）１４４を備える。蓄電池モジュール１４３は、複数のセルが直列に接続されたモジュールである。各セルは、リチウムイオン電池（ＬｉＢ）である。蓄電池モジュール１４３は、コンタクタ１４２及びヒューズ１４１を介して送電線によりＦＢＣＳ盤１２０に接続される。また、蓄電池モジュール１４３は、信号線によりＢＭＵ１４４に接続される。ＢＭＵ１４４は、コンピュータネットワーク５０によりＦＢＣＳ盤１２０上の制御装置１３０に接続され、信号線によりコンタクタ１４２に接続される。
【００２６】
ＢＭＵ１４４は、蓄電池モジュール１４３の状態を監視する。具体的には、ＢＭＵ１４４は、蓄電池モジュール１４３の状態量を計測する手段として電流センサ（図示省略）、電圧センサ（図示省略）、及び温度センサ（図示省略）を備える。電流センサによって蓄電池モジュール１４３に流れる電流が計測される。セル毎に設けられた電圧センサによって各セルの電圧が計測される。温度センサによって蓄電池モジュール１４３の温度が計測される。これらのセンサは、必ずしもＢＭＵ１４４の筐体の中に入っている必要はない。蓄電池モジュール１４３に取り付けられたこれらのセンサとＢＭＵ１４４とが信号線によって接続されている構成をとることもできる。また、ＢＭＵ１４４による蓄電池モジュール１４３の監視は常時行われる。ただし、本実施の形態でいう常時監視とは、センサから絶え間のない連続した信号を取り込む動作だけでなく、所定の短い周期でセンサの信号を取り込む動作を含む概念である。ＢＭＵ１４４は、各センサによる計測で得られた情報を含む蓄電池情報を制御装置１３０に送信する。
【００２７】
コンタクタ１４２は、ヒューズ１４１と蓄電池モジュール１４３との間に配備されている。コンタクタ１４２が投入信号を受けると接点がＯＮとなり投入される。また、コンタクタ１４２が開放信号を受けると接点がＯＦＦとなり開放される。例えば、投入信号は所定値［Ａ］以上の電流であり、開放信号は所定値［Ａ］未満の電流である。コンタクタ１４２の投入によってＰＣＳ１００と蓄電池モジュール１４３とは電気的に接続され、コンタクタ１４２の開放によってＰＣＳ１００と蓄電池モジュール１４３との電気的接続は遮断される。
【００２８】
（ＦＢＣＳ盤）
ＦＢＣＳ盤１２０は、蓄電池盤１４０とＰＣＳ１００とに接続される。具体的には、各蓄電池盤１４０は、個別の送電線によりＦＢＣＳ盤１２０に接続される。個別の送電線はＦＢＣＳ盤の内部で合流し、より太い送電線に接続される。合流後の送電線はＰＣＳ１００に接続される。また、ＦＢＣＳ盤１２０は制御装置１３０を備える。制御装置１３０は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むメモリ、各種情報を入出力する入出力インタフェース、各種情報に基づいて各種演算処理を実行可能なプロセッサを備える。制御装置１３０は、コンピュータネットワーク４０によりＥＭＳ３０に、コンピュータネットワーク５０によりＢＭＵ１４４に、コンピュータネットワーク６０によりＰＣＳ１００に接続される。また、制御装置１３０は、信号線によりコンタクタ１４２に接続される。
【００２９】
制御装置１３０は、ＰＣＳ１００に対して充放電指令を出す司令塔の役割を担う。一例として、制御装置１３０は、ＥＭＳ３０から送信された充放電要求と、ＢＭＵ１４４から送信された蓄電池情報を受信する。充放電要求は、ＰＣＳ１００に充放電させる有効電力と無効電力に関する要求を含む。ただし、充放電要求には、具体的な電力量を数値で示す具体的要求と、充放電電力を最大にすることを要求する抽象的要求が含まれる。制御装置１３０は、充放電要求と蓄電池情報とに基づいてＰＣＳ１００に対する充放電指令（充放電量［ｋＷ］に相当する）を決定し、ＰＣＳ１００に送信する。また、制御装置１３０は、蓄電池モジュール１４３の性能・寿命を安全且つ最大に制御する機能、ＰＣＳ１００に対してトリップ信号を出力する機能、コンタクタ１４２を投入・開放させる機能等を備える。
【００３０】
（ＰＣＳ）
ＰＣＳ１００は、変圧器を介して送電線により送電設備２０に接続される。ＰＣＳ１００は、電力系統の交流電力を直流電力に変換して蓄電池モジュール１４３に充電する充電機能と、蓄電池モジュール１４３の直流電力を交流電力に変換して電力系統に放電する放電機能とを備える。蓄電池モジュール１４３への充電電力量、及び蓄電池モジュール１４３からの放電電力量は、ＰＣＳ１００によって調整される。ＰＣＳ１００による充放電電力量の調整は、制御装置１３０から供給される充放電指示に従って行われる。
【００３１】
ＰＣＳ１００は電流センサ（図示省略）と電圧センサ（図示省略）とを備える。電流センサにより、蓄電池モジュール１４３に充電される或いは蓄電池モジュール１４３から放電される電流が計測される。電圧センサにより、充電或いは放電の対象となる蓄電池モジュール１４３の電圧が計測される。ＰＣＳ１００は、これらのセンサの出力値を参照して充放電電力量の調整を実施する。また、ＰＣＳ１００は、これらのセンサの出力値を交直変換装置情報として制御装置１３０に送信している。
【００３２】
［実施の形態１の特徴的構成］
図２は、本発明の実施の形態１に係るシステムのブロック図である。図２における制御装置１３０を示すブロック内には、制御装置１３０が備える種々の機能のうちの一部がブロックで表されている。これらブロックのそれぞれに演算資源が割り当てられている。制御装置１３０には各ブロックに対応するプログラムが用意され、それらがプロセッサによって実行されることで各ブロックの機能が制御装置１３０において実現される。
【００３３】
制御装置１３０は、ＥＭＳ３０から充放電要求を受信し、ＢＭＵ１４４から蓄電池情報を受信する。制御装置１３０は、充放電要求と蓄電池情報とに基づいて充放電指令を決定し、充放電指令をＰＣＳ１００に送信する。
【００３４】
（インターロック機能）
制御装置１３０はインターロック機能を有し、その機能はインターロック処理部１３１が受け持つ。蓄電池を安全に動作させるためには、電圧、電流、温度の管理が重要である。蓄電池システム１０は、ＢＭＵ１４４が過放電、過充電、温度異常等の重故障を検知した場合に、ＢＭＵ１４４がコンタクタ１４２を強制的に開放するハードウェアインターロックを備えている。具体的には、ＢＭＵ１４４には、電流、電圧、温度等の状態量についてそれぞれＢＭＵ上限閾値とＢＭＵ下限閾値とが設定されている。例えば、ＢＭＵ１４４は、セルの電圧値がＢＭＵ上限閾値よりも高い場合には過充電が生じていると判断し、ＢＭＵ下限閾値よりも低い場合には過放電が生じていると判断する。電流値や温度等についても同様に判断可能である。ＢＭＵ１４４は、いずれかの重障害が生じていると判断した場合に、ＰＣＳ１００と蓄電池モジュール１４３とを接続するコンタクタを強制的に開放するインターロック処理を施す。
【００３５】
しかし、ＢＭＵ１４４で重故障が検知されたときには、蓄電池モジュール１４３は既にかなりの過負荷状態になっている。
【００３６】
そこで、本実施の形態のシステムでは、ＢＭＵ１４４が重故障を検出してハードウェアインターロックによる制御を実行する前に、制御装置１３０のインターロック処理部１３１が蓄電池システム１０の異常を検知してソフトウェアインターロックによる制御を実行する。なお、インターロック処理部において検知される蓄電池システム１０の異常とは、ＢＭＵ１４４において検知される重障害よりも程度の低い障害を意味する。
【００３７】
具体的には、インターロック処理部１３１は、まず、ＰＣＳ１００に対する充放電指令の出力を停止し、ＰＣＳ１００へトリップ指令を出力し、加えて、コンタクタ１４２を開放させる開放信号を出力する。充放電指令の出力が停止されると充電電力量及び放電電力量の指示値はゼロになり、ＰＣＳ１００は充放電操作を停止する。また、トリップ指令を受けたとき、ＰＣＳ１００は自身の回路を遮断する。また、開放信号（投入信号ＯＦＦ）を受けたとき、コンタクタ１４２は強制的に開放される。
【００３８】
より具体的には、インターロック処理部１３１には、電流、電圧、温度等の状態量についてそれぞれＦＢＣＳ上限閾値とＦＢＣＳ下限閾値とが設定されている。ＦＢＣＳ上限閾値はＢＭＵ上限閾値よりも低く設定されている。また、ＦＢＣＳ下限閾値はＢＭＵ下限閾値よりも低く設定されている。例えば、インターロック処理部１３１は、蓄電池情報や交直変換装置情報に含まれる電圧値がＦＢＣＳ上限閾値よりも高い場合には過充電が生じていると判断し、ＦＢＣＳ下限閾値よりも低い場合には過放電が生じていると判断する。電流値や温度等についても同様に判断可能である。インターロック処理部１３１は、いずれかの異常が生じていると判断した場合には、異常の内容に応じて、上述した充放電指令の出力停止、トリップ指令出力、コンタクタ開放等の少なくとも１つのインターロック処理を施す。異常の内容は、検出パラメータの種類、異常が生じている検出パラメータの数、検出値と閾値との乖離量などに基づいて予め設定する。
【００３９】
このように、ＦＢＣＳ上限閾値はＢＭＵ上限閾値よりも低く、ＦＢＣＳ下限閾値はＢＭＵ下限閾値よりも低く設定されている。そのため、インターロック処理部１３１は、ＢＭＵ１４４によるハードウェアインターロックに先駆けて、ソフトウェアインターロックによる制御を実行することができる。そのため、蓄電池モジュール１４３の重故障を未然に抑制することができる。
【００４０】
また、インターロック処理部１３１によれば、ＰＣＳ１００に対する充放電指令の出力停止、ＰＣＳ１００に対するトリップ指令出力、コンタクタ開放という多重のインターロック処理を施すことにより、重大な異常が起こることをより確実に防止することができる。
【００４１】
また、制御装置１３０（インターロック処理部１３１）が故障している場合には、ＢＭＵ１４４によるハードウェアインターロックによりコンタクタ１４２が強制的に開放される。そのため、蓄電池システム１０は、制御装置１３０によるソフトウェアインターロックとＢＭＵ１４４によるハードウェアインターロックとにより２重に安全が確保される。
【００４２】
（フローチャート）
図３は、本発明の実施の形態１におけるインターロック機能を実現するために蓄電池システム１０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。図３は、ＢＭＵ１４４から供給される蓄電池情報に基づくソフトウェアインターロック処理を示している。このフローチャートに示す制御装置１３０の処理は、インターロック処理部１３１の機能によって実現される処理である。制御装置１３０のメモリには、図３に示すフローチャートの処理を実行するプログラムが記憶されており、制御装置１３０のプロセッサがプログラムを読み出して、実行することにより図３に示す処理が実現される。
【００４３】
図４に示すルーチンでは、まず、ＢＭＵ１４４は、上述した各種センサを用いて蓄電池情報を常時取得する（ステップＳ３０１）。蓄電池情報には、蓄電池モジュール１４３に流れる電流、各セルの電圧、蓄電池モジュール１４３の温度が含まれる。その後、ＢＭＵ１４４は、取得した蓄電池情報を制御装置１３０に送信する（ステップＳ３０２）。
【００４４】
制御装置１３０は、ＢＭＵ１４４から送信された蓄電池情報を受信する（ステップＳ１０１）。なお、制御装置１３０における以下の各処理は、蓄電池情報が受信される度に実行される。
【００４５】
上述したように制御装置１３０（インターロック処理部１３１）は、蓄電池情報に含まれる電流、電圧、温度等の状態量についてそれぞれＦＢＣＳ上限閾値とＦＢＣＳ下限閾値を記憶している。制御装置１３０は、各状態量を、ＦＢＣＳ上限閾値およびＦＢＣＳ下限閾値と比較する（ステップＳ１０２）。
【００４６】
制御装置１３０は、各状態量のいずれか１つがＦＢＣＳ上限閾値よりも大きい場合、または、各状態量のいずれか１つがＦＢＣＳ下限閾値よりも小さい場合に、蓄電池システム１０の異常を検知する（ステップＳ１０３）。異常が検知された場合には、ステップＳ１０４の処理に進み、異常が検知されなかった場合には、ステップＳ１０１の処理に戻り、次の蓄電池情報が取得されるのを待つ。
【００４７】
異常が検知された場合、制御装置１３０は、充放電を禁止する指令をＰＣＳ１００に送信する（ステップＳ１０４）。ＰＣＳ１００は、制御装置１３０から送信された充放電を禁止する指令を受信する（ステップＳ２０１）。ＰＣＳ１００は、充放電操作を停止する（ステップＳ２０２）。
【００４８】
また、制御装置１３０は、ステップＳ１０４の処理後、トリップ指令をＰＣＳ１００に送信する（ステップＳ１０５）。ＰＣＳ１００は、制御装置１３０から送信されたトリップ指令を受信する（ステップＳ２０３）。ＰＣＳ１００は自身の回路を遮断する（ステップＳ２０４）。
【００４９】
また、制御装置１３０は、ステップＳ１０５の処理後、コンタクタ１４２を開放させる開放信号を出力する（ステップＳ１０６）。コンタクタ１４２は開放信号を受けて接点がＯＦＦとなり開放される（ステップＳ４０１）。
【００５０】
ところで、図３に示すフローチャートでは、異常が検知された場合に、インターロック処理として、充放電指令の出力停止、トリップ指令出力、コンタクタ開放のすべてを施すこととしているが、これに限定されるものではない。少なくとも１つのインターロック処理を施すこととしてもよい。
【００５１】
また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、制御装置１３０をＦＢＣＳ盤１２０に配置することとしているが、制御装置１３０の配置位置はこれに限定されるものではない。例えば、ＰＣＳ１００、蓄電池盤１４０、または、いずれかのＢＭＵ１４４に配置することとしてもよい。また、制御装置１３０に実装される各種機能をＰＣＳ１００に実装して、ＰＣＳ１００が各種機能を搭載することとしてもよい。蓄電池盤１４０、ＢＭＵ１４４についても同様である。なお、これらの点は以下の実施の形態についても同様である。
【００５２】
実施の形態２．
［実施の形態２の全体構成］
次に、図４を参照して本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態のシステムは図１と図２に示す構成において、ＥＣＵ５０に後述する図４のルーチンを実施させることで実現することができる。
【００５３】
［実施の形態２における特徴的構成］
上述した実施の形態１では、制御装置１３０（インターロック処理部１３１）は、ＢＭＵ１４４から供給される蓄電池情報のみに基づいて蓄電池システム１０の異常を検知し、インターロック処理を施すこととしているが、蓄電池システム１０の異常検知方法はこれに限定されるものではない。実施の形態２では、制御装置１３０（インターロック処理部１３１）は、蓄電池情報と、ＰＣＳ１００から供給される交直変換装置情報とに基づいて蓄電池システム１０の異常を検知する。
【００５４】
（フローチャート）
図４は、本発明の実施の形態２におけるインターロック機能を実現するために蓄電池システム１０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。図４は、ＢＭＵ１４４から供給される蓄電池情報と、ＰＣＳ１００から供給される交直変換装置情報とに基づくソフトウェアインターロック処理を示している。このフローチャートに示す制御装置１３０の処理は、インターロック処理部１３１の機能によって実現される処理である。制御装置１３０のメモリには、図４に示すフローチャートの処理を実行するプログラムが記憶されており、制御装置１３０のプロセッサがプログラムを読み出して、実行することにより図４に示す処理が実現される。
【００５５】
図４に示すルーチンでは、まず、ＰＣＳ１００は、上述した各種センサを用いて交直変換装置情報を常時取得する（ステップＳ２１１）。交直蓄電池情報には、蓄電池モジュール１４３に流れる電流、蓄電池モジュール１４３の電圧が含まれる。その後、ＰＣＳ１００は、取得した交直変換装置情報を制御装置１３０に送信する（ステップＳ２１２）。
【００５６】
また、ＢＭＵ１４４は、上述した各種センサを用いて蓄電池情報を常時取得する（ステップＳ３０１）。蓄電池情報には、蓄電池モジュール１４３に流れる電流、各セルの電圧、蓄電池モジュール１４３の温度が含まれる。その後、ＢＭＵ１４４は、取得した蓄電池情報を制御装置１３０に送信する（ステップＳ３０２）。
【００５７】
制御装置１３０は、ＰＣＳ１００から送信された交直変換装置情報と、ＢＭＵ１４４から送信された蓄電池情報とを受信する（ステップＳ１１１）。なお、制御装置１３０における以下の各処理は、交直変換装置情報と蓄電池情報が受信される度に実行される。
【００５８】
上述したように制御装置１３０（インターロック処理部１３１）は、蓄電池の状態量についてそれぞれＦＢＣＳ上限閾値とＦＢＣＳ下限閾値を記憶している。制御装置１３０は、交直変換装置情報および蓄電池情報に含まれる各状態量を、ＦＢＣＳ上限閾値およびＦＢＣＳ下限閾値と比較する（ステップＳ１１２）。制御装置１３０は、各状態量のいずれか１つがＦＢＣＳ上限閾値よりも大きい場合、または、各状態量のいずれか１つがＦＢＣＳ下限閾値よりも小さい場合に、蓄電池システム１０の異常を検知する（ステップＳ１１３）。
【００５９】
なお、ステップＳ１１２、Ｓ１１３の処理における異常診断方法はこれに限定されるものではない。交直変換装置情報に含まれる状態量（例えば蓄電池モジュール１４３の電圧）と、蓄電池情報に含まれる状態量（蓄電池モジュール１４３を構成するセルの合計電圧）と比較して、その誤差が許容範囲外である場合に異常を検知することとしてもよい。
【００６０】
異常が検知された場合には、ステップＳ１０４の処理に進み、異常が検知されなかった場合には、ステップＳ１０１の処理に戻り、次の交直変換装置情報、次の蓄電池情報が取得されるのを待つ。
【００６１】
異常が検知された場合、制御装置１３０は、充放電を禁止する指令をＰＣＳ１００に送信する（ステップＳ１０４）。ＰＣＳ１００は、制御装置１３０から送信された充放電を禁止する指令を受信する（ステップＳ２０１）。ＰＣＳ１００は、充放電操作を停止する（ステップＳ２０２）。
【００６２】
また、制御装置１３０は、ステップＳ１０４の処理後、トリップ指令をＰＣＳ１００に送信する（ステップＳ１０５）。ＰＣＳ１００は、制御装置１３０から送信されたトリップ指令を受信する（ステップＳ２０３）。ＰＣＳ１００は自身の回路を遮断する（ステップＳ２０４）。
【００６３】
以上説明したように、実施の形態２における蓄電池システム１０によれば、実施の形態１で述べたインターロック機能を実現することができ、実施の形態１のシステムと同様の効果を得ることができる。
【００６４】
ところで、図４に示すフローチャートでは、異常が検知された場合に、インターロック処理として、充放電指令の出力停止とトリップ指令出力とを施すこととしているが、これに限定されるものではない。いずれか１つのインターロック処理を施すこととしてもよい。また、インターロック処理としてコンタクタ開放を施すこととしてもよい。
【００６５】
実施の形態３．
［実施の形態３の全体構成］
次に、図５を参照して本発明の実施の形態３について説明する。本実施形態のシステムは図１と図２に示す構成において、ＥＣＵ５０に後述する図５のルーチンを実施させることで実現することができる。
【００６６】
［実施の形態３における特徴的構成］
上述した実施の形態１では、制御装置１３０（インターロック処理部１３１）は、ＢＭＵ１４４から供給される蓄電池情報に基づいて蓄電池システム１０の異常を検知し、インターロック処理を施すこととしているが、蓄電池システム１０の異常検知方法はこれに限定されるものではない。実施の形態２では、制御装置１３０（インターロック処理部１３１）は、ＰＣＳ１００から供給される交直変換装置情報に基づいて蓄電池システム１０の異常を検知する。
【００６７】
（フローチャート）
図５は、本発明の実施の形態３におけるインターロック機能を実現するために蓄電池システム１０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。図５は、ＰＣＳ１００から供給される交直変換装置情報に基づくソフトウェアインターロック処理を示している。このフローチャートに示す制御装置１３０の処理は、インターロック処理部１３１の機能によって実現される処理である。制御装置１３０のメモリには、図５に示すフローチャートの処理を実行するプログラムが記憶されており、制御装置１３０のプロセッサがプログラムを読み出して、実行することにより図５に示す処理が実現される。
【００６８】
図４に示すルーチンでは、まず、ＰＣＳ１００は、上述した各種センサを用いて交直変換装置情報を常時取得する（ステップＳ２１１）。交直蓄電池情報には、蓄電池モジュール１４３に流れる電流、蓄電池モジュール１４３の電圧が含まれる。その後、ＰＣＳ１００は、取得した交直変換装置情報を制御装置１３０に送信する（ステップＳ２１２）。
【００６９】
制御装置１３０は、ＰＣＳ１００から送信された交直変換装置情報を受信する（ステップＳ１２１）。なお、制御装置１３０における以下の各処理は、交直変換装置情報が受信される度に実行される。
【００７０】
上述したように制御装置１３０（インターロック処理部１３１）は、蓄電池の状態量についてそれぞれＦＢＣＳ上限閾値とＦＢＣＳ下限閾値を記憶している。制御装置１３０は、交直変換装置情報に含まれる各状態量を、ＦＢＣＳ上限閾値およびＦＢＣＳ下限閾値と比較する（ステップＳ１２２）。制御装置１３０は、各状態量のいずれか１つがＦＢＣＳ上限閾値よりも大きい場合、または、各状態量のいずれか１つがＦＢＣＳ下限閾値よりも小さい場合に、蓄電池システム１０の異常を検知する（ステップＳ１２３）。
【００７１】
異常が検知された場合には、ステップＳ１０４の処理に進み、異常が検知されなかった場合には、ステップＳ１０１の処理に戻り、次の蓄電池情報が取得されるのを待つ。
【００７２】
異常が検知された場合、制御装置１３０は、充放電を禁止する指令をＰＣＳ１００に送信する（ステップＳ１０４）。ＰＣＳ１００は、制御装置１３０から送信された充放電を禁止する指令を受信する（ステップＳ２０１）。ＰＣＳ１００は、充放電操作を停止する（ステップＳ２０２）。
【００７３】
また、制御装置１３０は、ステップＳ１０４の処理後、トリップ指令をＰＣＳ１００に送信する（ステップＳ１０５）。ＰＣＳ１００は、制御装置１３０から送信されたトリップ指令を受信する（ステップＳ２０３）。ＰＣＳ１００は自身の回路を遮断する（ステップＳ２０４）。
【００７４】
以上説明したように、実施の形態３における蓄電池システム１０によれば、実施の形態１で述べたインターロック機能を実現することができ、実施の形態１のシステムと同様の効果を得ることができる。
【００７５】
ところで、図５に示すフローチャートでは、異常が検知された場合に、インターロック処理として、充放電指令の出力停止とトリップ指令出力とを施すこととしているが、これに限定されるものではない。いずれか１つのインターロック処理を施すこととしてもよい。また、インターロック処理としてコンタクタ開放を施すこととしてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１０  蓄電池システム
２０  送電設備
３０  エネルギマネジメントシステム（ＥＭＳ）
４０，５０，６０  コンピュータネットワーク
１００  交直変換装置（ＰＣＳ）
１２０  ＦＢＣＳ盤
１３０  制御装置
１３１  インターロック処理部
１４０  蓄電池盤
１４１  ヒューズ
１４２  コンタクタ
１４３  蓄電池モジュール
１４４  蓄電池監視装置（ＢＭＵ）
【図１】
2015040723.tif 000003
【図２】
2015040723.tif 000004
【図３】
2015040723.tif 000005
【図４】
2015040723.tif 000006
【図５】
2015040723.tif 000007
【国際調査報告】
2015040723.tif 000008
2015040723.tif 000009