(57)【要約】【課題】系統電圧の変化を予測し、太陽光発電電力を有効に利用可能な充放電装置を得ること。【解決手段】商用電力系統７および太陽光発電装置からの交流電力を直流電力に変換してリチウム電池１ａ、定置蓄電池６への充電を行い、リチウム電池１ａ、定置蓄電池６に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して放電を行う充放電回路２ａ，２ｂと、太陽光発電装置での余剰電力の売電による商用電力系統７の系統電圧の変化を予測する系統電圧予測部２ｄと、充放電回路２ａ，２ｂの充電動作および放電動作を制御し、系統電圧予測部２ｄにおいて系統電圧が規定された電圧値を超えると予測した場合、リチウム電池１ａ、定置蓄電池６への充電動作の開始を遅延させる制御を行う制御回路２ｃと、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電力系統と連系して太陽光発電の余剰電力を売電する太陽光発電装置と接続する充放電装置であって、
前記商用電力系統および前記太陽光発電装置からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池への充電を行い、前記蓄電池に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して放電を行う充放電回路と、
前記余剰電力の売電による前記商用電力系統の系統電圧の変化を予測する系統電圧予測部と、
前記充放電回路の充電動作および放電動作を制御し、前記系統電圧予測部において前記系統電圧が規定された電圧値を超えると予測した場合、前記蓄電池への充電動作の開始を遅延させる制御を行う制御回路と、
を備える充放電装置。
【請求項２】
前記系統電圧予測部は、取得した天気予報情報に基づいて、前記系統電圧が規定された電圧値を超える時間帯を予測し、
前記制御回路は、前記時間帯の開始後に前記蓄電池への充電を開始する、
請求項１に記載の充放電装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記時間帯の開始まで前記蓄電池の放電を行う、
請求項２に記載の充放電装置。
【請求項４】
前記系統電圧予測部は、前記天気予報情報に基づいて、規定された時間について前記系統電圧が規定された電圧値を超えるかどうかを予測する、
請求項２または３に記載の充放電装置。
【請求項５】
前記系統電圧予測部は、充放電装置が設置された地点を含むエリア内に設置された他の太陽光発電装置による売電量の情報を取得し、前記他の太陽光発電装置による売電量の情報に基づいて、前記系統電圧の変化を予測する、
請求項１から４のいずれか１つに記載の充放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充放電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の需要家の太陽光発電装置の仕様、気象情報等から予測した各需要家の逆潮流量に基づいて系統電圧を予測し、系統電圧が所定値以上になると予想される場合、各需要家に対して無効電力の出力を要求するシステムについての技術が、下記特許文献１において開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２５３８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術によれば、系統電圧の上昇が予想される場合、無効電力を出力することで系統電圧の上昇を抑制できるが、太陽光発電装置の設置者が売電により得られる金額は有効電力に基づいて決定される。そのため、無効電力の出力では太陽光発電装置の設置者に金銭的なメリットをもたらさない、という問題があった。また、逆潮流量が所定値以上の場合に、需要家単位で蓄電池に充電する方法があるが、設置場所、費用の面で需要家の負担となる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、系統電圧の変化を予測し、太陽光発電電力を有効に利用可能な充放電装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、商用電力系統と連系して太陽光発電の余剰電力を売電する太陽光発電装置と接続する充放電装置であって、前記商用電力系統および前記太陽光発電装置からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池への充電を行い、前記蓄電池に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して放電を行う充放電回路と、前記余剰電力の売電による前記商用電力系統の系統電圧の変化を予測する系統電圧予測部と、前記充放電回路の充電動作および放電動作を制御し、前記系統電圧予測部において前記系統電圧が規定された電圧値を超えると予測した場合、前記蓄電池への充電動作の開始を遅延させる制御を行う制御回路と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、系統電圧の変化を予測し、太陽光発電電力を有効に利用できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態１の充放電装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明にかかる充放電装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態の充放電装置２の構成例を示す図である。充放電装置２は、電力の授受を行うパワー用の電力線４および情報の授受を行う信号線５を介して電気自動車１と接続している。また、充放電装置２は、住宅３に設置された蓄電池である定置蓄電池６と接続している。また、充放電装置２は、住宅３と接続し、住宅３を介して商用電力系統７から交流電力の供給を受けることができる。なお、図１に示すように、定置蓄電池６については、住宅３の内部ではなく、外部に設置してもよい。
【００１１】
電気自動車１は、動力源となる蓄電池であるリチウム電池１ａと、充放電装置２と電気自動車１との間で、各種情報の通信を行う情報通信装置１ｂと、を備える。
【００１２】
住宅３は、充放電装置２の操作パネル２ｅと、住宅内各種家電機器３ａ〜３ｄと、を備える。また、住宅３には、太陽光発電を行う太陽電池８、および太陽電池８の直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ９が設置されている。ここでは、太陽電池８およびパワーコンディショナ９で太陽光発電装置を構成する。太陽光発電装置は、商用電力系統７と連系し、太陽電池８で発電された余剰電力を売電する。
【００１３】
充放電装置２は、充放電回路２ａ，２ｂと、制御回路２ｃと、系統電圧予測部２ｄと、を備える。
【００１４】
充放電回路２ａは、電気自動車１のリチウム電池１ａとの間で充電、放電を行う双方向コンバータである。充放電回路２ａは、商用電力系統７の交流電力を直流に変換して、電気自動車１のリチウム電池１ａを充電し、また、電気自動車１のリチウム電池１ａの直流電力を交流電力に変換して、住宅３内の住宅内各種家電機器３ａ〜３ｄに交流電力を供給することで放電を行う。
【００１５】
充放電回路２ｂは、定置蓄電池６との間で充電、放電を行う双方向コンバータである。充放電回路２ｂは、商用電力系統７の交流電力を直流に変換して、定置蓄電池６を充電し、また、定置蓄電池６の直流電力を交流電力に変換して、住宅３内の住宅内各種家電機器３ａ〜３ｄに交流電力を供給することで放電を行う。
【００１６】
制御回路２ｃは、充放電装置２の動作を制御する。制御回路２ｃは、充放電回路２ａの動作を制御して、電気自動車１のリチウム電池１ａに充電、または電気自動車１のリチウム電池１ａから放電を行う。また、制御回路２ｃは、充放電回路２ｂの動作を制御して、定置蓄電池６に充電、または定置蓄電池６から放電を行う。
【００１７】
系統電圧予測部２ｄは、規定された時間毎に天気予報情報を入手し、商用電力系統７の系統電圧の変化を予測する。系統電圧予測部２ｄが、例えば、１０時〜１５時にかけて晴天であるという天気予報情報を入手する。１０時〜１５時の時間帯が晴天の場合、住宅３の周辺の住宅等に設置された他の太陽光発電装置も大量の電力を商用電力系統７に逆潮流するので、系統電圧予測部２ｄでは、商用電力系統７の系統電圧の上昇、例えば、前記系統電圧が規定された電圧値を超える時間帯を予測することができる。なお、系統電圧予測部２ｄは、天気予報情報に基づいて、規定された時間について前記系統電圧が規定された電圧値を超えるかどうかを予測してもよい。
【００１８】
系統電圧予測部２ｄの予測に対して、１０時までの時間帯において、充放電装置２では、制御回路２ｃが、電気自動車１のリチウム電池１ａに蓄えられた直流電力を充放電回路２ａで交流電力に変換させ、住宅３内の住宅内各種家電機器３ａ〜３ｄに交流電力を供給して放電する。また、制御回路２ｃが、定置蓄電池６に蓄えられた直流電力を充放電回路２ｂで交流電力に変換させ、住宅３内の住宅内各種家電機器３ａ〜３ｄに交流電力を供給して放電する。このとき、制御回路２ｃでは、操作パネル２ｅを介して、使用者に対して、系統電圧の上昇が予測されるため放電中である旨の表示を行う。
【００１９】
商用電力系統７の系統電圧の上昇が予測される１０時〜１５時の時間帯に突入した場合、充放電装置２では、制御回路２ｃは、太陽光発電装置で発電された交流電力を充放電回路２ａで直流電力に変換させ、電気自動車１のリチウム電池１ａの充電を開始する。制御回路２ｃは、電気自動車１から信号線５を介してリチウム電池１ａの残容量の情報を受信し、満充電となるまで充電を行う。また、制御回路２ｃは、太陽光発電装置で発電された交流電力を充放電回路２ｂで直流電力に変換させ、定置蓄電池６の充電を開始する。制御回路２ｃは、定置蓄電池６の充電電圧と充電電流をモニタし、充電電圧が規定された電圧値以上、かつ、充電電流が規定された電流値以下となる満充電判定まで充電を行う。
【００２０】
なお、充放電装置２では、商用電力系統７の系統電圧の上昇が予測される時間帯の前に放電動作を行っているが、これに限定するものではない。例えば、予測した時点で電気自動車１のリチウム電池１ａおよび定置蓄電池６の充電率がともに低い場合、充放電装置２では、放電動作を行わなくてもよい。充放電装置２では、商用電力系統７の系統電圧の上昇が予測される時間帯まで充電を行わない、すなわち、商用電力系統７の系統電圧の上昇が予測される時間帯まで充電を遅延させることで、商用電力系統７の系統電圧の上昇が予測した時点から電気自動車１のリチウム電池１ａおよび定置蓄電池６の充電を開始する場合と比較して、電気自動車１のリチウム電池１ａおよび定置蓄電池６が満充電になるまでの時間を先延ばしすることができる。充放電装置２では、商用電力系統７の系統電圧の上昇が予測される時間帯において、電気自動車１のリチウム電池１ａおよび定置蓄電池６が早期に満充電になる事態を回避することができる。
【００２１】
近年、電気自動車１の普及が進んでいる。電気自動車１のリチウム電池１ａの直流電力を交流電力に変換して住宅３内で使用するシステムが開発され、電気自動車１のリチウム電池１ａを住宅３への電力供給に使用することで、新たに蓄電池を設置する必要がなく、設置場所、費用面の課題を解消できる。また、大規模災害に備えて、住宅３への定置蓄電池６の普及も進みつつある。定置蓄電池６について、小形、低コスト化が進んでおり、設置場所、費用面の課題を解消できる。充放電装置２は、系統電圧の上昇が予測される場合、太陽光発電装置で発電した電力をこれらの各蓄電池に充電し、電気自動車１の走行用電力、住宅３内の住宅内各種家電機器３ａ〜３ｄの電力として使用することで、太陽光発電電力を有効に使用できる。
【００２２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、太陽光発電装置を備える住宅３と接続する充放電装置２では、太陽光発電によって商用電力系統７の系統電圧が上昇すると予測された場合、系統電圧の上昇が予測された時間において、電気自動車１のリチウム電池１ａおよび定置蓄電池６の充電を開始することで、住宅３内の商用電力系統７の系統電圧の上昇を抑制することができる。充放電装置２は、系統電圧が規定された電圧値より高くなることが予測される場合、系統電圧の上昇が予測される時間までは電気自動車１のリチウム電池１ａ、定置蓄電池６に対して充電を行わず、充電の開始を遅延させる。これにより、系統電圧の上昇が予測された時間において、系統電圧の上昇によってパワーコンディショナ９が太陽光発電を抑制することを防止し、また、無効電力を出力することを回避できることから、太陽光発電装置を効率よく運用でき、その結果、太陽光発電装置の発電電力を各蓄電池への充電に利用でき、太陽光発電電力を有効に利用することができる。
【００２３】
また、充放電装置２では、商用電力系統７の系統電圧が上昇すると予測される時間帯の前に、電気自動車１のリチウム電池１ａおよび定置蓄電池６に蓄えられた直流電力を変換して住宅３内の住宅内各種家電機器３ａ〜３ｄの電力として使用することで、この時間帯の買電電力量を抑制することができる。さらに、商用電力系統７の系統電圧上昇時に各蓄電池に充電するための容量を確保することができる。また、充放電装置２では、放電中である旨の表示を操作パネル２ｅ経由で行い、放電期間中に掃除機、洗濯機等の動作を使用者に促すことで、各蓄電池に蓄えられた太陽光発電電力を有効に使用することができ、買電電力を減らすことができる。
【００２４】
なお、本実施の形態では、充放電装置２が、２つの充放電回路２ａ，２ｂを備え、系統電圧予測部２ｄの予測に基づいて、電気自動車１のリチウム電池１ａおよび定置蓄電池６の２つの蓄電池との間で充放電の動作を行っていたが、充放電回路、蓄電池の数は２つに限定するものではない。充放電回路、蓄電池については、１つまたは３つ以上にすることも可能である。
【００２５】
実施の形態２．
本実施の形態の充放電装置２の構成は、図１に示す実施の形態１と同様のため、説明を省略する。実施の形態１では、系統電圧予測部２ｄは、天気予報情報を入手していたが、商用電力系統７の系統電圧の変化を予測する情報は、これに限定するものではない。系統電圧予測部２ｄは、例えば、クラウド経由で、充放電装置２が設置された地点を含むエリア等の周辺地区の他の住宅等に設置された太陽光発電装置による太陽光発電量、売電量、逆潮流量等をリアルタイムでモニタし、太陽光発電量、売電量、逆潮流量の絶対値と増加率から商用電力系統７の系統電圧の変化を予測してもよい。この場合においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、本発明にかかる充放電装置は、電気自動車の蓄電池の充放電に有用であり、特に、住宅に太陽光発電装置が設置されている場合に適している。
【符号の説明】
【００２７】
１  電気自動車、１ａ  リチウム電池、１ｂ  情報通信装置、２  充放電装置、２ａ，２ｂ  充放電回路、２ｃ  制御回路、２ｄ  系統電圧予測部、２ｅ  操作パネル、３  住宅、３ａ〜３ｄ  住宅内各種家電機器、４  電力線、５  信号線、６  定置蓄電池、７  商用電力系統、８  太陽電池、９  パワーコンディショナ。
【図１】
2016005390.tif 000003