(57)【要約】【課題】複数の蓄電池を利用している場合に他の蓄電池を接続する際に要する操作や時間を削減することができる蓄電池制御装置、蓄電池制御方法、蓄電池制御プログラム及び電源システムを提供することである。【解決手段】蓄電池制御装置は、判定電圧算出部と接続判定部とを持つ。判定電圧算出部は、電力変換器に接続されていない蓄電池バンクを電力変換器に接続させる指示を受けると、既に電力変換器に接続されている蓄電池バンクの電圧に基づいて接続の可否を判定するための電圧範囲を算出する。接続判定部は、指示で特定される蓄電池バンクの電圧が電圧範囲に含まれる場合に当該蓄電池バンクに対応する第１の開閉器を閉じて電力変換器に接続させ、電圧が電圧範囲より低い場合に当該蓄電池バンクに対応する第２の開閉器を閉じて充電器に接続させ、電圧が電圧範囲に含まれると当該第２の開閉器を開けた後に当該第１の開閉器を閉じて電力変換器に接続させる。【選択図】図１
2016059243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの蓄電池又は直列に接続された複数の蓄電池を含む複数の蓄電池バンクと、
交流電源から供給される交流と前記蓄電池バンクから供給される直流とを用いて負荷に電流を供給する電力変換器と、
前記蓄電池バンクに直流を供給する充電器と、
前記蓄電池バンクごとに設けられた第１の開閉器であって対応する蓄電池バンクと前記電力変換器との接続を開閉する第１の開閉器と、
前記蓄電池バンクごとに設けられた第２の開閉器であって対応する蓄電池バンクと前記充電器との接続を開閉する第２の開閉器と、
複数の前記第１の開閉器と複数の前記第２の開閉器とを制御する蓄電池制御装置と、を備える電源システムにおける蓄電池制御装置であって、
複数の前記蓄電池バンクのうち前記電力変換器に接続されていない蓄電池バンクを前記電力変換器に接続させる指示を受けると、既に前記電力変換器に接続されている前記蓄電池バンクの電圧に基づいて接続の可否を判定するための電圧範囲を算出する判定電圧算出部と、
前記指示で特定される前記蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲に含まれる場合に当該蓄電池バンクに対応する前記第１の開閉器を閉じて前記電力変換器に接続させ、当該蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲より低い場合に当該蓄電池バンクに対応する前記第２の開閉器を閉じて前記充電器に接続させることにより当該蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲に含まれると当該第２の開閉器を開けた後に当該第１の開閉器を閉じて前記電力変換器に接続させる接続判定部と、
を備える蓄電池制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電池制御装置において、
前記接続判定部は、
前記指示で特定される前記蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲より高い場合に異常が発生したと判定する、
蓄電池制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の蓄電池制御装置において、
前記指示で特定される前記蓄電池バンクに対応する前記第２の開閉器を閉じて前記充電器に接続させた後に当該蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲を超えると、当該第２の開閉器を開け、当該蓄電池バンクを前記電力変換器に接続させないことを決定する、
蓄電池制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の蓄電池制御装置において、
前記接続判定部は、
前記指示で特定される前記蓄電池バンクに対応する前記第２の開閉器を閉じて前記充電器に接続させた後に当該蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲を超えると、異常が発生したと判定する、
蓄電池制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蓄電池制御装置において、
複数の前記蓄電池バンクにおける異常の有無を判定し、異常が発生したと判定した前記蓄電池バンクに対応する前記第１の開閉器を開ける異常判定部を更に備え、
前記接続判定部は、
前記異常判定部により複数の前記蓄電池バンクのいずれかに異常が発生していると判定された場合に、複数の前記蓄電池バンクのうち前記電力変換器に接続されていない蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲に含まれる場合に当該蓄電池バンクに対応する前記第１の開閉器を閉じて前記電力変換器に接続させ、当該蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲より低い場合に当該蓄電池バンクに対応する前記第２の開閉器を閉じて前記充電器に接続させることにより当該蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲に含まれると当該第２の開閉器を開けた後に当該第１の開閉器を閉じて前記電力変換器に接続させる、
蓄電池制御装置。
【請求項６】
一つの蓄電池又は直列に接続された複数の蓄電池を含む複数の蓄電池バンクと、
交流電源から供給される交流と前記蓄電池バンクから供給される直流とを用いて負荷に電流を供給する電力変換器と、
前記蓄電池バンクに直流を供給する充電器と、
前記蓄電池バンクごとに設けられた第１の開閉器であって対応する蓄電池バンクと前記電力変換器との接続を開閉する第１の開閉器と、
前記蓄電池バンクごとに設けられた第２の開閉器であって対応する蓄電池バンクと前記充電器との接続を開閉する第２の開閉器と、
複数の前記第１の開閉器と複数の前記第２の開閉器とを制御する蓄電池制御装置と、を備える電源システムにおける蓄電池制御方法であって、
複数の前記蓄電池バンクのうち前記電力変換器に接続されていない蓄電池バンクを前記電力変換器に接続させる指示を受けると、既に前記電力変換器に接続されている前記蓄電池バンクの電圧に基づいて接続の可否を判定するための電圧範囲を算出する第１のステップと、
前記指示で特定される前記蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲に含まれる場合に当該蓄電池バンクに対応する前記第１の開閉器を閉じて前記電力変換器に接続させる第２のステップと、
前記指示で特定される前記蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲より低い場合に当該蓄電池バンクに対応する前記第２の開閉器を閉じて前記充電器に接続させることにより当該蓄電池バンクへの充電を開始する第３のステップと、
前記指示で特定される前記蓄電池バンクの充電により、当該蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲に含まれると当該第２の開閉器を開けた後に当該第１の開閉器を閉じて前記電力変換器に接続させる第４のステップと、
を含む蓄電池制御方法。
【請求項７】
一つの蓄電池又は直列に接続された複数の蓄電池を含む複数の蓄電池バンクと、
交流電源から供給される交流と前記蓄電池バンクから供給される直流とを用いて負荷に電流を供給する電力変換器と、
前記蓄電池バンクに直流を供給する充電器と、
前記蓄電池バンクごとに設けられた第１の開閉器であって対応する蓄電池バンクと前記電力変換器との接続を開閉する第１の開閉器と、
前記蓄電池バンクごとに設けられた第２の開閉器であって対応する蓄電池バンクと前記充電器との接続を開閉する第２の開閉器と、
複数の前記第１の開閉器と複数の前記第２の開閉器とを制御する蓄電池制御装置と、を備える電源システムにおける蓄電池制御装置であって、
複数の前記蓄電池バンクのうち前記電力変換器に接続されていない蓄電池バンクを前記電力変換器に接続させる指示を受けると、既に前記電力変換器に接続されている前記蓄電池バンクの電圧に基づいて接続の可否を判定するための電圧範囲を算出する判定電圧算出部と、
前記指示で特定される前記蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲に含まれる場合に当該蓄電池バンクに対応する前記第１の開閉器を閉じて前記電力変換器に接続させ、当該蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲より低い場合に当該蓄電池バンクに対応する前記第２の開閉器を閉じて前記充電器に接続させることにより当該蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲に含まれると当該第２の開閉器を開けた後に当該第１の開閉器を閉じて前記電力変換器に接続させる接続判定部と、
を備える蓄電池制御装置としてコンピュータを機能させるための蓄電池制御プログラム。
【請求項８】
一つの蓄電池又は直列に接続された複数の蓄電池を含む複数の蓄電池バンクと、
交流電源から供給される交流と前記蓄電池バンクから供給される直流とを用いて負荷に電流を供給する電力変換器と、
前記蓄電池バンクに直流を供給する充電器と、
前記蓄電池バンクごとに設けられた第１の開閉器であって対応する蓄電池バンクと前記電力変換器との接続を開閉する第１の開閉器と、
前記蓄電池バンクごとに設けられた第２の開閉器であって対応する蓄電池バンクと前記充電器との接続を開閉する第２の開閉器と、
複数の前記第１の開閉器と複数の前記第２の開閉器とを制御する蓄電池制御装置と、
を備え、
前記蓄電池制御装置は、
前記蓄電池バンクのうち前記電力変換器に接続されていない蓄電池バンクを前記電力変換器に接続させる指示を受けると、既に前記電力変換器に接続されている前記蓄電池バンクの電圧に基づいて接続の可否を判定するための電圧範囲を算出する判定電圧算出部と、
前記指示で特定される前記蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲に含まれる場合に当該蓄電池バンクに対応する前記第１の開閉器を閉じて前記電力変換器に接続させ、当該蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲より低い場合に当該蓄電池バンクに対応する前記第２の開閉器を閉じて前記充電器に接続させることにより当該蓄電池バンクの電圧が前記電圧範囲に含まれると当該第２の開閉器を開けた後に当該第１の開閉器を閉じて前記電力変換器に接続させる接続判定部と、
を備える、
電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電池制御装置、蓄電池制御方法、蓄電池制御プログラム及び電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池は、利用状況において求められる電圧及び容量に応じて、複数の蓄電池を直列に接続されたり並列に接続されたりする。複数の蓄電池を接続して利用する場合には各蓄電池の電圧を監視して、各蓄電池を制御することが行われている。リチウムイオンバッテリーを並列に接続して利用する場合においても同様に監視が行われている。例えば、不具合又は電圧の著しい低下が生じたリチウムイオンバッテリーが検出されると、当該リチウムイオンバッテリーが他のリチウムイオンバッテリーから解列される。他のリチウムイオンバッテリーへ影響が及ぶこと、電圧低下が生じたリチウムイオンバッテリーに過電流が流れることは、上記のような管理及び制御により防がれている。
【０００３】
解列が実行されると、解列されたリチウムイオンバッテリーに代えて、修理された又は新たなリチウムイオンバッテリーが、他のリチウムイオンバッテリーと並列に接続される。修理された又は新たなリチウムイオンバッテリーを他のリチウムイオンバッテリーと並列に接続する際においては、並入されるリチウムイオンバッテリーの電圧を、並列に接続されている他のリチウムイオンバッテリーの電圧に合わせる必要がある。ここで、並入とは、既に利用されているリチウムイオンバッテリーに他のリチウムイオンバッテリーを新たに並列に接続することである。電圧に一定以上の差が生じたまま並入すると、リチウムイオンバッテリーの内部抵抗が小さいため、電圧の低いリチウムイオンバッテリーに過電流が流れる場合があるためである。過電流の発生を防ぐため、リチウムイオンバッテリーを並入する場合には、点検、保守又は修理を行う要員が各リチウムイオンバッテリーの電圧を測定し、必要に応じて充電をリチウムイオンバッテリーに施してから並入を行っている。このように、リチウムイオンバッテリーなどの蓄電池を複数接続して利用するシステム又は装置において、蓄電池の保守、点検又は修理を行う際の並入作業は手間と時間がかかる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−００５６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、複数の蓄電池を利用している場合に他の蓄電池を接続する際に要する操作や時間を削減することができる蓄電池制御装置、蓄電池制御方法、蓄電池制御プログラム及び電源システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の蓄電池制御装置は、電源システムにおける蓄電池制御装置である。電源システムは、複数の蓄電池バンクと、電力変換器と、充電器と、複数の第１の開閉器と、複数の第２の開閉器と、蓄電池制御装置とを持つ。複数の蓄電池バンクは、一つの蓄電池又は直列に接続された複数の蓄電池を含む。電力変換器は、交流電源から供給される交流と蓄電池バンクから供給される直流とを用いて負荷に電流を供給する。充電器は、蓄電池バンクに直流を供給する。第１の開閉器は、蓄電池バンクごとに設けられ、対応する蓄電池バンクと電力変換器との接続を開閉する。第２の開閉器は、蓄電池バンクごとに設けられ、対応する蓄電池バンクと充電器との接続を開閉する。蓄電池制御装置は、複数の第１の開閉器と複数の第２の開閉器とを制御する。また、蓄電池制御装置は、判定電圧算出部と、接続判定部とを持つ。判定電圧算出部は、複数の蓄電池バンクのうち電力変換器に接続されていない蓄電池バンクを電力変換器に接続させる指示を受けると、既に電力変換器に接続されている蓄電池バンクの電圧に基づいて接続の可否を判定するための電圧範囲を算出する。接続判定部は、指示で特定される蓄電池バンクの電圧が電圧範囲に含まれる場合に当該蓄電池バンクに対応する第１の開閉器を閉じて電力変換器に接続させ、当該蓄電池バンクの電圧が電圧範囲より低い場合に当該蓄電池バンクに対応する第２の開閉器を閉じて充電器に接続させることにより当該蓄電池バンクの電圧が電圧範囲に含まれると当該第２の開閉器を開けた後に当該第１の開閉器を閉じて電力変換器に接続させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態における電源システム１００の構成例を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態における蓄電池制御装置９の構成を示すブロック図。
【図３】バッテリバンク４を並入する際に蓄電池制御装置９が行う蓄電池制御処理を示すフローチャート。
【図４】第２の実施形態における電源システム２００の構成例を示すブロック図。
【図５】第３の実施形態における電源システム３００の構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の蓄電池制御装置、蓄電池制御方法、蓄電池制御プログラム及び電源システムを、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作を行うものとして、重複する説明を適宜省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における電源システム１００の構成例を示すブロック図である。第１の実施形態においては、商用などの交流電源の入力が断たれた際においても負荷に対して交流電源の供給を継続する無停電電源システム（Uninterruptible Power Supply：ＵＰＳ）を電源システム１００の一例として説明する。第１の実施形態における電源システム１００は、商用などの交流電源１から供給される電流を、負荷に対して安定して供給するためのシステムである。図１に示すように、電源システム１００は、電力変換器２、充電用コンバータ回路３、バッテリバンク４−１〜４−ｎ、主回路開閉器５−１〜５−ｎ、充電用開閉器６−１〜６−ｎ、電圧計７−１〜７−ｎ、電圧計８及び蓄電池制御装置９を備える。以下の説明において、バッテリバンク４−１〜４−ｎ、主回路開閉器５−１〜５−ｎ、充電用開閉器６−１〜６−ｎ、電圧計７−１〜７−ｎそれぞれのいずれか一つを示す際に、バッテリバンク４、主回路開閉器５、充電用開閉器６、電圧計７と記載する。
【００１０】
主回路開閉器５−１〜５−ｎ、充電用開閉器６−１〜６−ｎ及び電圧計７−１〜７−ｎは、バッテリバンク４−１〜４−ｎそれぞれに対応して設けられている。バッテリバンク４−１〜４−ｎそれぞれは、一つ蓄電池４１又は直列に接続された複数の蓄電池４１を備える。バッテリバンク４−１〜４−ｎそれぞれには、各蓄電池４１の状態を検出するためのセンサ（不図示）が設けられている。センサは、例えば蓄電池４１内の温度、圧力などを検出する。また、蓄電池４１には、例えばリチウムイオン二次電池などが用いられる。また、バッテリバンク４−１〜４−ｎそれぞれには、一意に識別可能な識別子が予め割り当てられている。
【００１１】
電力変換器２は、コンバータ回路２１、インバータ回路２２、チョッパ回路２３及び制御部２４を備える。コンバータ回路２１は、交流電源１から供給される交流を、所定の電圧の直流に変換して出力する。インバータ回路２２は、コンバータ回路２１から出力される直流を、所定の波高値、周期及び波形を有する交流に変換する。インバータ回路２２は、変換により得られた交流を負荷に対して供給する。
【００１２】
チョッパ回路２３は、制御部２４による制御に応じて、以下の第１、第２及び第３の動作のうちいずれかの動作を行う。第１の動作では、チョッパ回路２３は、コンバータ回路２１から出力される直流の電圧を変換して主回路開閉器５−１〜５−ｎへ出力する。第２の動作では、チョッパ回路２３は、主回路開閉器５−１〜５−ｎを介してバッテリバンク４−１〜４−ｎから出力される直流を所定の電圧の直流に変換して出力する。第３の動作では、チョッパ回路２３は、直流の電圧の変換を行わずに、コンバータ回路２１からインバータ回路２２へ電路と主回路開閉器５−１〜５−ｎとの間における電流を止める。
【００１３】
制御部２４は、コンバータ回路２１が出力する直流の電圧を測定する。制御部２４は、測定結果が所定の電圧を下回る場合には、チョッパ回路２３に対して第２の動作を行わせる制御を行う。また、制御部２４は、電圧計８において測定される電圧が予め定められた維持電圧を下回る場合には、チョッパ回路２３に対して第１の動作を行わせる制御を行う。チョッパ回路２３から直流を供給することにより、バッテリバンク４−１〜４−ｎの充電が行われる。ここで、維持電圧は、バッテリバンク４−１〜４−ｎにおいて蓄えられている容量を一定に保つために、バッテリバンク４−１〜４−ｎの構成に基づいて予め定められた電圧である。また、制御部２４は、測定結果が所定の電圧以上であり、かつ電圧計８において測定される電圧が維持電圧以上である場合には、チョッパ回路２３に対して第３の動作を行わせる制御を行う。
【００１４】
電力変換器２は、上記の構成により、交流電源１から供給される交流によってバッテリバンク４−１〜４−ｎへの充電を行う。また、電力変換器２は、交流電源１から供給される電流とバッテリバンク４−１〜４−ｎからの電流とを用いて、負荷に対して安定した交流を供給する。
【００１５】
充電用コンバータ回路３は、蓄電池制御装置９の制御に応じて、交流電源１から供給される交流を、直流に変換して充電用開閉器６−１〜６−ｎへ出力する。バッテリバンク４−１〜４−ｎは、上述のように、一つ又は複数の蓄電池４１を備える。バッテリバンク４−１〜４−ｎは、それぞれに対応する主回路開閉器５−１〜５−ｎを介して電力変換器２に接続されている。主回路開閉器５−１〜５−ｎが投入されている場合、バッテリバンク４−１〜４−ｎそれぞれは、互いに並列に接続されることになる。また、バッテリバンク４−１〜４−ｎは、それぞれに対応する充電用開閉器６−１〜６−ｎを介して充電用コンバータ回路３に接続されている。
【００１６】
主回路開閉器５−１〜５−ｎは、蓄電池制御装置９の制御に応じて、それぞれに対応するバッテリバンク４−１〜４−ｎと電力変換器２との間の電路を開閉する。充電用開閉器６−１〜６−ｎは、蓄電池制御装置９の制御に応じて、それぞれに対応するバッテリバンク４−１〜４−ｎと充電用コンバータ回路３との間の電路を開閉する。なお、バッテリバンク４−１〜４−ｎそれぞれに対応する主回路開閉器５−１〜５−ｎと充電用開閉器６−１〜６−ｎとは、両方が同時に投入されることはない。すなわち、各バッテリバンク４−１〜４−ｎは、チョッパ回路２３と充電用コンバータ回路３と同時に接続されることはない。また、バッテリバンク４−１〜４−ｎそれぞれは、保守、点検、修理又は交換のために取り外し可能になっている。バッテリバンク４を取り外す際には、対応する主回路開閉器５及び充電用開閉器６は開放される。
【００１７】
電圧計７−１は、対応するバッテリバンク４−１と、主回路開閉器５−１及び充電用開閉器６−１との接続点における電圧を測定する。電圧計７−１は、測定した電圧値を蓄電池制御装置９へ出力する。電圧計７−２〜７−ｎは、電圧計７−１と同様に、それぞれに対応するバッテリバンク４−２〜４−ｎと、主回路開閉器５−２〜５−ｎ及び充電用開閉器６−２〜６−ｎとの接続点における電圧を測定する。電圧計７−２〜７−ｎそれぞれは、測定したで電圧値を蓄電池制御装置９へ出力する。
【００１８】
電圧計８は、電力変換器２が備えるチョッパ回路２３と、主回路開閉器５−１〜５−ｎとの間の電路における電圧を測定する。電圧計８は、測定した電圧値を充電用コンバータ回路３と蓄電池制御装置９とへ出力する。電圧計８が測定する電圧は、主回路開閉器５−１〜５−ｎのうち、投入されている主回路開閉器５に対応するバッテリバンク４が並列に接続されているときの電圧である。
【００１９】
蓄電池制御装置９は、主回路開閉器５−１の開閉と充電用開閉器６−２の開閉とを制御する。蓄電池制御装置９は、バッテリバンク４−１〜４−ｎにおける異常を検出すると、異常が検出されたバッテリバンク４を他のバッテリバンク４から解列する。また、異常が検出されたバッテリバンク４へ充電用コンバータ回路３から電流が供給されている場合、蓄電池制御装置９は、充電用開閉器６を開放する。また、解列されたバッテリバンク４が修理された後に並入される場合、又は解列されたバッテリバンク４に代えて新たなバッテリバンク４が並入される場合、蓄電池制御装置９は、主回路開閉器５及び充電用開閉器６を制御する。
【００２０】
図２は、第１の実施形態における蓄電池制御装置９の構成を示すブロック図である。図２に示すように、蓄電池制御装置９は、異常判定部９１、主回路開閉制御部９２、充電用開閉制御部９３、判定電圧算出部９４及び接続判定部９５を備える。異常判定部９１は、バッテリバンク４−１〜４−ｎそれぞれに設けられているセンサの検出結果に基づいて、各バッテリバンク４−１〜４−ｎにおける異常を検出する。例えば、異常判定部９１は、センサの検出結果における温度が基準温度以上である場合、又は検出結果における圧力が基準圧力以上である場合に、当該検出結果に対応するバッテリバンク４において故障又は異常が発生していると判定する。異常判定部９１は、異常が発生していると判定したバッテリバンク４を示す異常情報を、主回路開閉制御部９２及び充電用開閉制御部９３へ出力する。
【００２１】
主回路開閉制御部９２は、主回路開閉器５−１〜５−ｎそれぞれの開閉を制御する制御信号を生成し、主回路開閉器５−１〜５−ｎへ出力する。また、主回路開閉制御部９２は、主回路開閉器５−１〜５−ｎそれぞれの開閉状態を記憶する。主回路開閉制御部９２は、異常判定部９１から出力される異常情報で示されるバッテリバンク４に対応する主回路開閉器５が投入されている場合、当該主回路開閉器５を開放させる。主回路開閉制御部９２は、異常が発生していると判定されたバッテリバンク４に対応する主回路開閉器５を開放して、当該バッテリバンク４を他のバッテリバンク４から解列させる。
【００２２】
充電用開閉制御部９３は、充電用開閉器６−１〜６−ｎそれぞれの開閉を制御する制御信号を生成し、充電用開閉器６−１〜６−ｎへ出力する。また、充電用開閉制御部９３は、充電用開閉器６−１〜６−ｎそれぞれの開閉状態を記憶する。充電用開閉制御部９３は、異常判定部９１から入力される異常情報出示されるバッテリバンク４に対応する充電用開閉器６が投入されている場合、当該充電用開閉器６を開放させる。主回路開閉制御部９２は、異常が発生していると判定されたバッテリバンク４に対応する主回路開閉器５を開放して、当該バッテリバンク４に対する充電を停止させる。
【００２３】
判定電圧算出部９４は、電圧計８で測定された電圧値に基づいて、並入対象のバッテリバンク４に対する並入を許可するか否かの判定において用いる判定電圧ＶＬ及び判定電圧ＶＨを算出する。判定電圧ＶＬ、ＶＨは、例えば電圧計８で測定された電圧値（Ｖ１）を用いて式（１）及び式（２）のように算出される。
ＶＬ＝Ｖ１−ΔＶ  …（１）
ＶＨ＝Ｖ１＋ΔＶ  …（２）
【００２４】
式（１）及び式（２）におけるΔＶは、バッテリバンク４の特性に基づいて予め定められる電圧であって、並列接続されているバッテリバンク４に他のバッテリバンク４を並列に接続する際に、許容できない過電流が生じない電圧差を示す電圧である。なお、判定電圧ＶＬ、ＶＨは、電圧値Ｖ１を含む範囲の電圧であって、並列接続されている他のバッテリバンク４に、バッテリバンク４を並入する際に過電流が生じない範囲の電圧を定めるように算出されれば他の式で算出してもよい。なお、判定電圧ＶＬ、ＶＨで定める電圧範囲は、ＶＬからＶＨまでの範囲の電圧である。
【００２５】
接続判定部９５には、並入対象のバッテリバンク４を特定する指示情報と、電圧計７−１〜７−ｎで測定された電圧値とが入力される。指示情報は、例えばバッテリバンク４を並入させる際に、点検又は保守を行う要員によって接続判定部９５に入力される。接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４に対応する電圧計７で測定された電圧値と、判定電圧算出部９４が算出した判定電圧ＶＬ、ＶＨとに基づいて、当該バッテリバンク４の接続の可否を判定する。接続判定部９５は、電圧計７での電圧値が判定電圧ＶＬ、ＶＨで定められる電圧範囲に含まれる場合、並入対象のバッテリバンク４に対応する主回路開閉器５を投入させる投入情報を生成して主回路開閉制御部９２へ出力する。主回路開閉制御部９２は、投入情報が入力されると、投入情報が示す主回路開閉器５を投入して、並入対象のバッテリバンク４を並入させる。
【００２６】
接続判定部９５は、電圧計７での電圧値が判定電圧ＶＬ未満である場合、並入対象のバッテリバンク４に対応する充電用開閉器６を投入させる投入情報を生成して充電用開閉制御部９３へ出力する。また、接続判定部９５は、充電用コンバータ回路３に対して、交流電源１から供給される交流を直流に変換して充電用開閉器６−１〜６−ｎへ出力することを要求する。充電用開閉制御部９３は、投入情報が入力されると、投入情報が示す充電用開閉器６を投入して、充電用コンバータ回路３から出力される電流による並入対象のバッテリバンク４に対する充電を開始させる。このとき、充電用コンバータ回路３が出力する直流の電圧は、電圧計８で測定された電圧値又は当該電圧値にΔｖを加えた充電電圧である。ここで、Δｖは、蓄電池４１の充電特性に基づいて予め定められた電圧であり、ΔＶと同じ値であってもよいし、ΔＶと異なる値であってもよい。
【００２７】
接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４の電圧が判定電圧ＶＬ、ＶＨの範囲に含まれると、直流への変換及び出力の停止を充電用コンバータ回路３に対して要求する。また、接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４に対応する充電用開閉器６を開放させる開放情報を生成して充電用開閉制御部９３へ出力する。更に、接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４に対応する主回路開閉器５を投入させる投入情報を生成して主回路開閉制御部９２へ出力する。充電用開閉制御部９３は、開放情報が入力されると、開放情報が示す充電用開閉器６を開放して、並入対象のバッテリバンク４に対する充電を停止させる。この後に、主回路開閉制御部９２は、投入情報が入力されると、投入情報が示す主回路開閉器５を投入して、並入対象のバッテリバンク４を並入させる。
【００２８】
図３は、バッテリバンク４を並入する際に蓄電池制御装置９が行う蓄電池制御処理を示すフローチャートである。蓄電池制御装置９において蓄電池制御処理が開始されると、判定電圧算出部９４は、判定電圧ＶＬ、ＶＨを算出する（ステップＳ１０１）。接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４に対応する電圧計７の電圧値が判定電圧ＶＨ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００２９】
バッテリバンク４の電圧値が判定電圧ＶＨ以上である場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、接続判定部９５は、蓄電池制御処理を終了させる。電源システム１００において、電力変換器２に接続されている各バッテリバンク４は、チョッパ回路２３から供給される電流によって、蓄えている容量が一定に保たれている。接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４においてこの容量を超える電圧値が測定される場合には、何らかの異常が発生しているとみなして、並入を行わずに蓄電池制御処理を終了させる。このとき、接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４において何らかの異常が発生している可能性があることを通知するアラームを出力するようにしてもよい。
【００３０】
バッテリバンク４の電圧値が判定電圧ＶＨ未満である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４に対応する電圧計７の電圧値が判定電圧ＶＬより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。バッテリバンク４の電圧値が判定電圧ＶＬより大きい場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４の電圧値と、並列されている他のバッテリバンク４の電圧値との差が許容範囲内であると判定し、処理をステップＳ１１２に進める。
【００３１】
バッテリバンク４の電圧値が判定電圧ＶＬ以下である場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４に対応する主回路開閉器５の開放を継続させる（ステップＳ１０４）。接続判定部９５は、充電用開閉制御部９３に対して、並入対象のバッテリバンク４に対応する充電用開閉器６を投入させる投入情報を出力して、当該充電用開閉器６を投入させる（ステップＳ１０５）。接続判定部９５は、交流を変換して得られる直流の供給を充電用コンバータ回路３に開始させ（ステップＳ１０６）、並入対象のバッテリバンク４に対応する充電を開始させる。
【００３２】
接続判定部９５は、予め定められた一定時間待機し（ステップＳ１０７）、並入対象のバッテリバンク４に対応する電圧計７の電圧値が判定電圧ＶＬより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０８）。並入対象のバッテリバンク４の電圧値が判定電圧ＶＬ以下である場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、接続判定部９５は、処理をステップＳ１０７へ戻して再び一定時間待機する。
【００３３】
並入対象のバッテリバンク４の電圧値が判定電圧ＶＬ未満である場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４に対応する電圧計７の電圧値が判定電圧ＶＨ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。並入対象のバッテリバンク４の電圧値が判定電圧ＶＨ未満である場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４の電圧値と、並列されている他のバッテリバンク４の電圧値との差が許容範囲内になったと判定し、処理をステップＳ１１０に進める。
【００３４】
接続判定部９５は、直流の供給を充電用コンバータ回路３に停止させ（ステップＳ１１０）、並入対象のバッテリバンク４に対応する充電用開閉器６を開放させ（ステップＳ１１１）、並入対象のバッテリバンク４に対する充電を停止させる。接続判定部９５は、主回路開閉制御部９２に対して、並入対象のバッテリバンク４に対応する主回路開閉器５を投入させる投入情報を出力して、並入対象のバッテリバンク４を並入させ（ステップＳ１１２）、蓄電池制御処理を終了させる。
【００３５】
ステップＳ１０９における判定において、並入対象のバッテリバンク４の電圧値が判定電圧ＶＨ以上である場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、接続判定部９５は、充電用コンバータ回路３などに異常が生じて並入対象のバッテリバンク４に対して過充電が行われた可能性があると判定し、処理をステップＳ１１３に進める。接続判定部９５は、直流の供給を充電用コンバータ回路３に停止させ（ステップＳ１１３）、並入対象のバッテリバンク４に対応する充電用開閉器６を開放させる（ステップＳ１１４）。接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４に対する充電を停止させ、並入を行わずに蓄電池制御処理を終了させる。このとき、接続判定部９５は、並入対象のバッテリバンク４に過充電が行われた可能性があることを通知するアラームを出力するようにしてもよい。
【００３６】
第１の実施形態における電源システム１００によれば、蓄電池制御装置９がバッテリバンク４を並入する際に、既に電力変換器２に接続されているバッテリバンク４の電圧値に基づいた判定電圧の範囲を基準にして、バッテリバンク４を並入するか否かを判定し、並入するバッテリバンク４の電圧値が基準より低い場合には充電した後に並入する。これにより、電源システム１００では、バッテリバンク４を並入する際に要する電圧の測定及び充電の操作を、人手で行う必要がなくなり、並入における操作や時間を削減することができる。
【００３７】
また、蓄電池制御装置９は、バッテリバンク４の故障又は異常を検出すると、主回路開閉器５及び充電用開閉器６を開放し、当該バッテリバンク４と電力変換器２及び充電用コンバータ回路３との電路を切断する。これにより、複数のバッテリバンク４−１〜４−ｎのいずれかのバッテリバンク４に異常が検出されると、当該バッテリバンク４は解列され、他のバッテリバンク４に影響が及ぶことを防ぐことができる。
【００３８】
また、蓄電池制御装置９は、並入対象のバッテリバンク４に対する充電を行っている際に、過充電が行われた可能性があると判定した場合には、並入対象のバッテリバンク４の並入を取りやめる。これにより、不具合がある可能性のあるバッテリバンク４を並入して他のバッテリバンク４に対して影響を与えてしまうことを防ぐことができる。
【００３９】
また、電源システム１００では、並入対象のバッテリバンク４に対する充電を行う充電用コンバータ回路３と電力変換器２とを並列に設けているので、点検又は補修などで電力変換器２の動作を停止させているときでも、バッテリバンク４の並入を行うことができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態における電源システム２００の構成例を示すブロック図である。第２の実施形態における電源システム２００は、第１の実施形態における電源システム１００の変形例である。電源システム２００では、並入対象のバッテリバンク４を充電する際の直流を、電力変換器２のコンバータ回路２１が出力する直流を変換して得ている。電源システム２００では、第１の実施形態における充電用コンバータ回路３に代えて、充電用チョッパ回路１０を備える。
【００４１】
充電用チョッパ回路１０は、コンバータ回路２１が出力する直流の電圧を、並入対象のバッテリバンク４を充電する際において充電電圧に変換して充電用開閉器６−１〜６−ｎへ供給する。充電用チョッパ回路１０は、蓄電池制御装置９の制御に応じて、充電電圧の直流の供給を行う。充電用チョッパ回路１０に対する蓄電池制御装置９の制御は、充電用コンバータ回路３に対する蓄電池制御装置９の制御と同じである。電源システム２００においても、蓄電池制御装置９は図３に示した蓄電池制御処理を行う。なお、蓄電池制御装置９は、ステップＳ１０６、ステップＳ１１０及びステップＳ１１３において充電用チョッパ回路１０に対する制御を行う。
【００４２】
電源システム２００においても、蓄電池制御装置９が蓄電池制御処理を行うことにより、バッテリバンク４を並入する際に要する作業及び時間を削減することができる。また、電源システム２００は、交流電源１から交流が供給されない場合でも、並列されているバッテリバンク４の直流を、チョッパ回路２３を介して充電用チョッパ回路１０に供給することができる。これにより、電源システム２００は、交流電源１から交流が供給されない場合においても、並入対象のバッテリバンク４への充電を行った後に当該バッテリバンク４を並入することができる。
【００４３】
なお、電源システム２００において、並入対象のバッテリバンク４の電圧が判定電圧ＶＨ異常である場合に、蓄電池制御装置９の接続判定部９５は、充電用チョッパ回路１０を制御して、並入対象のバッテリバンク４からチョッパ回路２３又はインバータ回路２２へ直流を供給させるようにしてもよい。これにより、並入対象のバッテリバンク４に放電させて当該バッテリバンク４の電圧を判定電圧ＶＬ、ＶＨの範囲に収めた後に並入させることができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態における電源システム３００の構成例を示すブロック図である。第３の実施形態における電源システム３００は、第２の実施形態における電源システム２００の変形例である。電源システム２００において充電用チョッパ回路１０が、コンバータ回路２１及びチョッパ回路２３を接続する電路と充電用開閉器６−１〜６−ｎとの間に設けられていたのに対して、チョッパ回路２３と充電用開閉器６−１〜６−ｎとの間に設けられている。
【００４５】
電源システム３００における充電用チョッパ回路１０は、チョッパ回路２３が出力する直流の電圧を、並入対象のバッテリバンク４を充電する際において充電電圧に変換して充電用開閉器６−１〜６−ｎへ供給する。充電用チョッパ回路１０に対する蓄電池制御装置９の制御は、充電用コンバータ回路３に対する蓄電池制御装置９の制御と同じである。電源システム３００においても、蓄電池制御装置９は図３に示した蓄電池制御処理を行う。なお、蓄電池制御装置９は、ステップＳ１０６、ステップＳ１１０及びステップＳ１１３において充電用チョッパ回路１０に対する制御を行う。
【００４６】
電源システム３００においても、蓄電池制御装置９が蓄電池制御処理を行うことにより、バッテリバンク４を並入する際に要する作業及び時間を削減することができる。また、電源システム３００は、交流電源１から交流が供給されない場合でも、並列されているバッテリバンク４の直流で充電用チョッパ回路１０が並入対象のバッテリバンク４を充電することで、並入対象のバッテリバンク４の電圧を揃えて並入することができる。また、電源システム２００においてコンバータ回路２１がチョッパ回路２３及び充電用チョッパ回路１０に電流を供給する構成になっている。これに対して、電源システム３００では、充電用チョッパ回路１０はチョッパ回路２３から電流の供給を受けているので、コンバータ回路２１を電源システム２００におけるコンバータ回路２１より小さくすることができる。
【００４７】
なお、上記の各実施形態の電源システムにおいて、交流電源１から交流が供給されない場合でも予め定められた時間に亘って負荷に交流を供給できる容量のバッテリバンク４の数よりも多くのバッテリバンク４を備えて、バッテリバンク４を冗長化してもよい。この場合、蓄電池制御装置９は、並列されているバッテリバンク４のうちいずれかに異常を検出して当該バッテリバンク４を解列したときに、冗長に設けられているバッテリバンク４のうちいずれかに並入するために蓄電池制御処理を行ってもよい。これにより、バッテリバンク４のいずれかに異常が生じても、電源システムの運用を続行させることができ、安定性を向上させることができる。また、蓄電池制御装置９がバッテリバンク４の解列及び並入を自律的に行うので、保守又は点検などを行う要員による作業が不要になるため、運用コストを抑えることができる。
【００４８】
また、上記の各実施形態の電源システムでは、電力変換器２は負荷に対して交流を供給する構成を説明した。しかし、電力変換器２は負荷に対して直流を供給するようにしてもよい。この場合、電力変換器２は、インバータ回路２２に代えてチョッパ回路を備える。また、電力変換器２は、交流電源１から交流が供給される場合には当該交流をそのまま負荷へ供給し、交流電源１から交流が供給されない場合にバッテリバンク４から供給される直流を交流に変換して負荷へ供給するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記の各実施形態における蓄電池制御装置９は、コンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることで実現するようにしてもよい。この場合、蓄電池制御装置９が備える異常判定部９１、主回路開閉制御部９２、充電用開閉制御部９３、判定電圧算出部９４及び接続判定部９５それぞれは、コンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、蓄電池制御装置９は、上記のプログラムをコンピュータ装置に予めインストールすることで実現してもよいし、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。
【００５０】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、バッテリバンク４を並入する際に、既に電力変換器２に接続されているバッテリバンク４の電圧値を基準にして、バッテリバンク４を並入するか否かを判定し、並入するバッテリバンク４の電圧値が基準より低い場合には充電した後に並入する特徴を持つことにより、複数のバッテリバンク４を利用している場合に他のバッテリバンク４を接続する際に要する操作や時間を削減することができる。
【００５１】
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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００５２】
１…交流電源、２…電力変換器、３…充電用コンバータ回路、４，４−１，４−２，４−ｎ…バッテリバンク、５，５−１，５−２，５−ｎ…主回路開閉器、６，６−１，６−２，６−ｎ…充電用開閉器、７，７−１，７−２，７−ｎ，８…電圧計、９…蓄電池制御装置、１０…充電用チョッパ回路、２１…コンバータ回路、２２…インバータ回路、２３…チョッパ回路、２４…制御部、４１…蓄電池、９１…異常判定部、９２…主回路開閉制御部、９３…充電用開閉制御部、９４…判定電圧算出部、９５…接続判定部、１００，２００，３００…電源システム
【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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