(57)【要約】【課題】複数の蓄電池ユニットの充放電を制御する充放電制御装置であって、蓄電池ユニットに充放電する場合に、複数の蓄電池ユニット相互の切り替え頻度を抑制することができる充放電制御装置を提供する。【解決手段】充放電制御装置１０は、全体における総充放電量を上位要求指令として受け付けて、蓄電池ユニット２０，２１，２２それぞれの個別充放電量に割り当てる割当部１０１と、個別充放電量に基づいて、複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２に充放電指示情報を出力する要求司令部１０２と、を備える。割当部１０１は、充放電中の蓄電池ユニットにおける充放電を継続するように、個別充放電量の割り当てを実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電池ユニットの充放電を制御する充放電制御装置であって、
前記複数の蓄電池ユニット全体における総充放電量を上位要求指令として受け付けて、前記複数の蓄電池ユニットそれぞれの個別充放電量に割り当てる割当部（１０１）と、
前記個別充放電量に基づいて、前記複数の蓄電池ユニットに充放電指示情報を出力する要求司令部（１０２）と、を備え、
前記割当部は、充放電中の蓄電池ユニットにおける充放電を継続するように、前記個別充放電量の割り当てを実行する、充放電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の充放電制御装置であって、
前記割当部は、前記複数の蓄電池ユニットそれぞれの充電状態に基づいて、前記複数の蓄電池ユニットの充放電優先順位を決定する、充放電制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の充放電制御装置であって、
前記割当部は、充放電中の蓄電池ユニットが無い場合には、前記総充放電量を前記充放電優先順位の昇順に沿って前記複数の蓄電池ユニットに個別充放電量として割り当てる、充放電制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の充放電制御装置であって、
前記割当部は、個別充放電量が割り当てられた蓄電池ユニットの充放電を継続するように割り当て保持処理を実行する、充放電制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の充放電制御装置であって、
前記上位要求指令が更新されると、
前記割当部は、充放電中の蓄電池ユニットにおける充放電量の総和よりも更新された総充放電量が多い場合には、その差分を前記充放電優先順位の昇順に沿って前記複数の蓄電池ユニットに個別充放電量の増分として割り当てる、充放電制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の充放電制御装置であって、
前記上位要求指令が更新されると、
前記割当部は、充放電中の蓄電池ユニットにおける充放電量の総和よりも更新された総充放電量が少ない場合には、その差分を前記充放電優先順位の降順に沿って前記複数の蓄電池ユニットに個別充放電量の減分として割り当てる、充放電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電池ユニットの充放電を制御する充放電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の蓄電装置を分散的に制御するシステムとして、下記特許文献１に記載のものが提案されている。下記特許文献１に記載のシステムは、制御対象となる複数の蓄電装置の蓄電量を把握し、蓄電量の多い方から放電するように制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７４５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のシステムで、２つの蓄電装置Ａ，Ｂを制御する場合を想定する。蓄電装置Ａの蓄電量が蓄電装置Ｂの蓄電量よりも多く、蓄電装置Ａのみで消費電力が賄える場合、蓄電装置Ａから放電することになる。放電によって蓄電装置Ａの蓄電量は減少し、蓄電装置Ｂの蓄電量よりも少なくなる。このようになると、蓄電装置Ａからの放電を停止し、蓄電装置Ｂからの放電に切り替える。蓄電装置Ｂからの放電を継続すると、やがて蓄電装置Ａの蓄電量よりも少なくなるので、蓄電装置Ａからの放電と蓄電装置Ｂからの放電とを頻繁に切り替えることになる。このため、不安定な入出力電力となり、蓄電装置の寿命を縮めることになる。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の蓄電池ユニットの充放電を制御する充放電制御装置であって、蓄電池ユニットに充放電する場合に、複数の蓄電池ユニット相互の切り替え頻度を抑制することができる充放電制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る充放電制御装置は、複数の蓄電池ユニットの充放電を制御する充放電制御装置であって、前記複数の蓄電池ユニット全体における総充放電量を上位要求指令として受け付けて、前記複数の蓄電池ユニットそれぞれの個別充放電量に割り当てる割当部（１０１）と、前記個別充放電量に基づいて、前記複数の蓄電池ユニットに充放電指示情報を出力する要求司令部（１０２）と、を備える。前記割当部は、充放電中の蓄電池ユニットにおける充放電を継続するように、前記個別充放電量の割り当てを実行する。
【０００７】
蓄電量にあまり差のない複数の蓄電池ユニットの充放電切り替えを、ＳＯＣの条件のみで行うと頻繁に充放電切り替えが発生してしまい、安定した入出力電力を確保することができない。そこで、充放電中の蓄電池ユニットにおける充放電を継続するように、個別充放電量の割り当てを実行することで、充放電切り替えの頻度を低減し、安定した入出力電力の確保が可能となる。充放電切り替えの頻度を低減することで、蓄電池ユニットの高寿命化にも資することができる。
【０００８】
尚、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」との対応関係を示すものであって、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載の発明が、後述する「発明を実施するための形態」に限定されることを示すものではない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の蓄電池ユニットの充放電を制御する充放電制御装置であって、蓄電池ユニットに充放電する場合に、複数の蓄電池ユニット相互の切り替え頻度を抑制することができる充放電制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態である充放電制御装置を含むシステム構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態である充放電制御装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施形態である充放電制御装置による充放電割り当てを説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態である充放電制御装置による充放電割り当てを説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態である充放電制御装置による充放電割り当てを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１に示されるように、本発明の実施形態である充放電制御装置１０は、複数の蓄電池ユニット２０．２１．２２を制御するものである。図１においては、３つの蓄電池ユニット２０，２１，２２を例示したけれども、蓄電池ユニットの数は３つに限られるものではなく、３つより多くなっても少なくなっても構わない。蓄電池ユニット２０．２１．２２は、負荷２３の消費電力に応じて放電するように構成されている。
【００１３】
蓄電池ユニット２０は、ＢＭＵ２０１、蓄電池２０２、ＰＣＳ２０３を有している。ＢＭＵは、Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔの略称である。ＢＭＵ２０１は、蓄電池２０２の充放電を制御する部分である。ＢＭＵ２０１は、充放電制御装置１０から送信される充放電指示情報に基づいて、蓄電池２０２の充放電を制御する。
【００１４】
ＰＣＳは、Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍの略称である。ＰＣＳ２０３は、蓄電池２０２から放電される直流電流を交流電流に変換して負荷２３に供給する。ＰＣＳ２０３は、系統電力から供給される交流電流を直流電流に変換して蓄電池２０２に供給する。
【００１５】
蓄電池２０２は、放電指令が入力されるとＰＣＳ２０３を介して放電を行い、充電指令が入力されるとＰＣＳ２０３を介して充電を行うように構成されている。蓄電池２０２の充放電状態であるＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）は、ＢＭＵ２０１によって計測・推測され、充放電制御装置１０に送信される。
【００１６】
蓄電池ユニット２１は、ＢＭＵ２１１、蓄電池２１２、ＰＣＳ２１３を有している。蓄電池ユニット２２は、ＢＭＵ２２１、蓄電池２２２、ＰＣＳ２２３を有している。ＢＭＵ２１１，２２１は上記したＢＭＵ２０１に相当し、蓄電池２１２，２２２は上記した蓄電池２０２に相当し、ＰＣＳ２１３，２２３は上記したＰＣＳ２０３に相当するので説明を省略する。
【００１７】
充放電制御装置１０は、ハードウェア的な構成要素として、ＣＰＵといった演算部、ＲＡＭやＲＯＭといった記憶部、データの授受を行うためのインターフェイス部を備えるコンピュータとして構成されている。続いて、充放電制御装置１０の機能的な構成要素について説明する。
【００１８】
充放電制御装置１０は、機能的な構成要素として、割当部１０１と、要求司令部１０２とを備えている。割当部１０１は、複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２全体における総充放電量を上位要求指令として受け付けて、複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２それぞれの個別充放電量に割り当てる部分である。割当部１０１は、充放電中の蓄電池ユニットにおける充放電を継続するように、個別充放電量の割り当てを実行する。
【００１９】
要求司令部１０２は、割当部１０１が割り当てた個別充放電量に基づいて、複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２に充放電指示情報を出力する部分である。
【００２０】
図２を参照しながら、割当部１０１の具体的な処理について説明する。特に断りのない限り、図２の説明における動作主体は割当部１０１である。ステップＳ１０１では、上位システムからの上位要求指令を受け付ける。上位要求指令には、複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２全体における総充放電量が含まれている。
【００２１】
ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２では、上位要求指令が充電指令か否かを判断する。上位要求指令が充電指令であればステップＳ１１１の処理に進み、上位要求指令が放電指令でなければステップＳ１３０の処理に進む。
【００２２】
ステップＳ１３０では、上位要求指令が放電指令か否かを判断する。上位要求指令が放電指令であればステップＳ１３１の処理に進み、上位要求指令が放電指令でなければステップＳ１５０の処理に進む。ステップＳ１５０では、蓄電池ユニット２０，２１，２２の全台に停止指令情報を出力する。
【００２３】
ステップＳ１１１では、蓄電池ユニット２０，２１，２２の蓄電量を昇順にソートする。ステップＳ１１１の処理は別途独立したサブルーチンとして実行されてもよい。ステップＳ１１１に続くステップＳ１１２では、充電中の蓄電池ユニットがあるか否かを判断する。充電中の蓄電池ユニットがあればステップＳ１１４の処理に進み、充電中の蓄電池ユニットがなければステップＳ１１３の処理に進む。ステップＳ１１３では、上位要求指令の充電量を満たすまで、昇順に充電量を割り当てる。
【００２４】
ステップＳ１１４では、上位要求指令の充電量が、現在充電中の蓄電池ユニットの充電量を上回るか否かを判断する。現在充電中の蓄電池ユニットの充電量を上回ればステップＳ１１６の処理に進み、現在充電中の蓄電池ユニットの充電量を上回らなければステップＳ１１５の処理に進む。
【００２５】
ステップＳ１１５では、上位要求指令の充電量の余剰分を降順に停止割り当てする。ステップＳ１１６では、上位要求指令の充電量の不足分を昇順に充電割り当てする。
【００２６】
ステップＳ１３１では、蓄電池ユニット２０，２１，２２の蓄電量を降順にソートする。ステップＳ１３１の処理は別途独立したサブルーチンとして実行されてもよい。ステップＳ１３１に続くステップＳ１３２では、放電中の蓄電池ユニットがあるか否かを判断する。放電中の蓄電池ユニットがあればステップＳ１３４の処理に進み、放電中の蓄電池ユニットがなければステップＳ１３３の処理に進む。ステップＳ１３３では、上位要求指令の放電量を満たすまで、昇順に放電量を割り当てる。
【００２７】
ステップＳ１３４では、上位要求指令の放電量が、現在放電中の蓄電池ユニットの放電量を上回るか否かを判断する。現在放電中の蓄電池ユニットの放電量を上回ればステップＳ１３６の処理に進み、現在放電中の蓄電池ユニットの放電量を上回らなければステップＳ１３５の処理に進む。
【００２８】
ステップＳ１３５では、上位要求指令の放電量の余剰分を降順に停止割り当てする。ステップＳ１３６では、上位要求指令の放電量の不足分を昇順に放電割り当てする。
【００２９】
ステップＳ１１３，Ｓ１１５，Ｓ１１６，Ｓ１３５，Ｓ１３６，Ｓ１５０に続くステップＳ１５１では、充放電中となった蓄電池ユニットへの充放電割り当てが継続するようにロック処理を実行する。
【００３０】
図３，４，５を参照しながら、具体的な充放電割り当てについて説明する。図３，４，５においては、上位要求指令として、放電指令が入った例を示している。
【００３１】
図３の（Ａ）では、上位要求指令として５ｋｗの出力を求める放電指令が入っている。蓄電池ユニット２０のＳＯＣは４８％であり、蓄電池ユニット２１のＳＯＣは４９％であり、蓄電池ユニット２２のＳＯＣは５０％であるものとする。蓄電池ユニット２０の出力は５ｋｗであり、蓄電池ユニット２１の出力は５ｋｗであり、蓄電池ユニット２２の出力は５ｋｗであるものとする。図２のステップＳ１０１，Ｓ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１３１，Ｓ１３２，Ｓ１３３の処理により、最もＳＯＣの高い蓄電池ユニット２２に５ｋｗの放電指令が割り当てられる。蓄電池ユニット２０，２１には停止指令が出力される。図２のステップＳ１５１の処理により、蓄電池ユニット２２の放電が継続するようにロック処理が実行される。
【００３２】
図３の（Ａ）から（Ｂ）にかけては、蓄電池ユニット２２の放電が継続し、蓄電池ユニット２２のＳＯＣが４７％まで低下する。図３の（Ｂ）では、更に上位要求指令として５ｋｗの出力を求める要求指令が入っている。図２のステップＳ１０１，Ｓ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１３１，Ｓ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１３５の処理により、放電中の蓄電池ユニット２２の放電が継続され、余剰分が０として処理される。図２のステップＳ１５１の処理により、蓄電池ユニット２２の放電が継続するようにロック処理が実行される。
【００３３】
図３の（Ｃ）では、上位要求指令として３ｋｗの出力を求める要求指令が入っている。図２のステップＳ１０１，Ｓ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１３１，Ｓ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１３５の処理により、放電中の蓄電池ユニット２２の放電が継続される。余剰分は２ｋｗなので、蓄電池ユニット２２に３ｋｗの放電指令が割り当てられ、実質的に２ｋｗの停止指令が出力される。図２のステップＳ１５１の処理により、蓄電池ユニット２２の放電が継続するようにロック処理が実行される。
【００３４】
図４の（Ａ）は、図３の（Ｃ）に相当している。図４の（Ａ）から（Ｂ）にかけては、蓄電池ユニット２２の放電が継続し、蓄電池ユニット２２のＳＯＣが４４％まで低下する。図４の（Ｂ）では、更に上位要求指令として３ｋｗの出力を求める要求指令が入っている。図２のステップＳ１０１，Ｓ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１３１，Ｓ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１３５の処理により、放電中の蓄電池ユニット２２の放電が継続され、余剰分が０として処理される。図２のステップＳ１５１の処理により、蓄電池ユニット２２の放電が継続するようにロック処理が実行される。
【００３５】
図４の（Ｃ）では、上位要求指令として６ｋｗの出力を求める要求指令が入っている。図２のステップＳ１０１，Ｓ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１３１，Ｓ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１３６の処理により、放電中の蓄電池ユニット２２の放電が継続されると共に、蓄電池ユニット２１の放電が開始される。不足分としての３ｋｗを含む６ｋｗの出力が、蓄電池ユニット２１に５ｋｗ、蓄電池ユニット２２に１ｋｗ割り当てられる。６ｋｗの出力要求なので、２台の蓄電池ユニットで賄える出力量であり、蓄電池ユニット２２の放電が継続するようにロック処理されているので、残りの５ｋｗを、ＳＯＣの高い蓄電池ユニット２１で出力するように配分される。出力効率を上げるため、蓄電池ユニット２１にフル出力させている。尚、上位要求指令として、例えば１１ｋｗの出力が求められた場合は、蓄電池ユニット２０に５ｋｗ、蓄電池ユニット２１に５ｋｗ、蓄電池ユニット２２に１ｋｗ割り当てられる。
【００３６】
図５の（Ａ）は、図４の（Ｃ）に相当している。図５の（Ａ）から（Ｂ）にかけては、蓄電池ユニット２１，２２の放電が継続し、蓄電池ユニット２１のＳＯＣが４６％に、蓄電池ユニット２２のＳＯＣが４１％に、まで低下する。図５の（Ｂ）では、更に上位要求指令として６ｋｗの出力を求める要求指令が入っている。図２のステップＳ１０１，Ｓ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１３１，Ｓ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１３５の処理により、放電中の蓄電池ユニット２１，２２の放電が継続され、余剰分が０として処理される。図２のステップＳ１５１の処理により、蓄電池ユニット２１，２２の放電が継続するようにロック処理が実行される。
【００３７】
図５の（Ｃ）では、上位要求指令として４ｋｗの出力を求める要求指令が入っている。図２のステップＳ１０１，Ｓ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１３１，Ｓ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１３５の処理により、放電中の蓄電池ユニット２１の放電が継続されると共に、蓄電池ユニット２２の放電が停止される。
【００３８】
上記したように本実施形態に係る充放電制御装置１０は、複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２の充放電を制御するものであって、割当部１０１と、要求司令部１０２と、を備えている。割当部１０１は、複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２全体における総充放電量を上位要求指令として受け付けて、複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２それぞれの個別充放電量に割り当てる部分である。要求司令部１０２は、個別充放電量に基づいて、複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２に充放電指示情報を出力する部分である。割当部１０１は、充放電中の蓄電池ユニットにおける充放電を継続するように、個別充放電量の割り当てを実行する。
【００３９】
蓄電量にあまり差のない複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２の充放電切り替えを、ＳＯＣの条件のみで行うと頻繁に充放電切り替えが発生してしまい、安定した入出力電力を確保することができない。そこで、充放電中の蓄電池ユニットにおける充放電を継続するように、個別充放電量の割り当てを実行することで、充放電切り替えの頻度を低減し、安定した入出力電力の確保が可能となる。充放電切り替えの頻度を低減することで、蓄電池ユニットの高寿命化にも資することができる。
【００４０】
また本実施形態では、割当部１０１は、複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２それぞれの充電状態であるＳＯＣに基づいて、複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２の充放電優先順位を決定する。充放電中の蓄電池ユニットにおける充放電は継続しつつ、充電状態に基づいた優先順位付けをすることで、充放電切り替えの頻度は減らしつつ充電状態を加味した割り当てが可能となる。
【００４１】
また本実施形態では、割当部１０１は、充放電中の蓄電池ユニットが無い場合には、総充放電量を充放電優先順位の昇順に沿って複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２に個別充放電量として割り当てている。
【００４２】
また本実施形態では、割当部１０１は、個別充放電量が割り当てられた蓄電池ユニットの充放電を継続するように割り当て保持処理を実行する。割り当て保持処理の一例としては、図２のステップＳ１５１のような処理が挙げられる。
【００４３】
また本実施形態では、上位要求指令が更新されると、割当部１０１は、充放電中の蓄電池ユニットにおける充放電量の総和よりも更新された総充放電量が多い場合には、その差分を充放電優先順位の昇順に沿って複数の蓄電池ユニット２０，２１，２２に個別充放電量の増分として割り当てる。
【００４４】
また本実施形態では、上位要求指令が更新されると、割当部１０１は、充放電中の蓄電池ユニットにおける充放電量の総和よりも更新された総充放電量が少ない場合には、その差分を充放電優先順位の降順に沿って複数の蓄電池ユニットに個別充放電量の減分として割り当てる、充放電制御装置。
【００４５】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０１：割当部
１０２：要求司令部
【図１】
2017216797.tif 000003
【図２】
2017216797.tif 000004
【図３】
2017216797.tif 000005
【図４】
2017216797.tif 000006
【図５】
2017216797.tif 000007