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公開番号2025014429
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023116974
出願日2023-07-18
発明の名称蓄電システムの運用方法、運用装置及び運用プログラム、及び、蓄電システム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H02J 7/34 20060101AFI20250123BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】SOC幅が比較的小さいSOC範囲で複数の蓄電設備のそれぞれを充電及び放電する使用態様において、蓄電設備の劣化の進行を適切に低減しつつ、適切に運用が行われる蓄電システムの運用方法を提供すること。
【解決手段】実施形態の蓄電システムの運用方法では、互いに対してずれる複数のSOC範囲を設定し、複数のグループの間で選択されるSOC範囲が異なる状態に、グループのそれぞれに対して、選択肢となる複数のSOC範囲の中の1つを、運用SOC範囲として選択する。運用方法では、運用SOC範囲として選択したSOC範囲で、グループのそれぞれに属する蓄電設備を運用し、複数のグループの間で選択されるSOC範囲が異なる状態に、グループのそれぞれについて、運用SOC範囲として選択するSOC範囲を、複数のSOC範囲の間で順次に切替える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
複数の蓄電設備を備える蓄電システムの運用方法であって、
前記複数の蓄電設備を複数のグループにグループ分けし、互いに対してずれる複数のＳＯＣ範囲を、前記複数のグループのそれぞれの運用ＳＯＣ範囲の選択肢として設定することと、
前記複数のグループの間で選択されるＳＯＣ範囲が異なる状態に、前記複数のグループのそれぞれに対して、前記選択肢となる前記複数のＳＯＣ範囲の中の１つを、前記運用ＳＯＣ範囲として選択し、前記運用ＳＯＣ範囲として選択したＳＯＣ範囲で、前記複数のグループのそれぞれに属する蓄電設備を運用することと、
前記複数のグループの間で選択されるＳＯＣ範囲が異なる状態に、前記複数のグループのそれぞれについて、前記運用ＳＯＣ範囲として選択するＳＯＣ範囲を、前記複数のＳＯＣ範囲の間で順次に切替えることと、
を具備する、運用方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記選択肢となる前記複数のＳＯＣ範囲の全てが順次に前記運用ＳＯＣ範囲として選択される選択パターンで、前記複数のグループのそれぞれについて、前記運用ＳＯＣ範囲として選択するＳＯＣ範囲を切替える、請求項１の運用方法。
【請求項３】
中央ＳＯＣ値、上限ＳＯＣ値及び下限ＳＯＣ値のそれぞれが前記複数のＳＯＣ範囲の間で異なる状態に、前記選択肢となる前記複数のＳＯＣ範囲を設定する、請求項１の運用方法。
【請求項４】
前記運用ＳＯＣ範囲として選択されているＳＯＣ範囲の前記中央ＳＯＣ値について、前記複数のグループでの加算平均値を規定した場合に、前記加算平均値が４５％以上かつ５５％以下になる状態に、前記複数のグループのそれぞれについて、前記運用ＳＯＣ範囲となるＳＯＣ範囲の選択及び切替えを行う、請求項３の運用方法。
【請求項５】
前記複数のＳＯＣ範囲の設定において、第１のＳＯＣ範囲を設定するとともに、前記第１のＳＯＣ範囲の前記上限ＳＯＣ値より前記中央ＳＯＣ値が高い第２のＳＯＣ範囲、及び、前記第１のＳＯＣ範囲の前記下限ＳＯＣ値より前記中央ＳＯＣ値が低い第３のＳＯＣ範囲の少なくとも一方を設定する、請求項３の運用方法。
【請求項６】
前記複数のＳＯＣ範囲の設定において、前記上限ＳＯＣ値から前記下限ＳＯＣ値までのＳＯＣ幅を、前記複数のＳＯＣ範囲の間で同一にする、請求項３の運用方法。
【請求項７】
前記複数のＳＯＣ範囲の設定において、前記複数のＳＯＣ範囲の中で低いＳＯＣ範囲ほど、前記上限ＳＯＣ値から前記下限ＳＯＣ値までのＳＯＣ幅を大きくする、請求項３の運用方法。
【請求項８】
前記複数のＳＯＣ範囲の設定において、前記複数のＳＯＣ範囲の中で最も高い最高ＳＯＣ範囲の前記上限ＳＯＣ値を、９５％以上かつ１００％以下のいずれかのＳＯＣ値に設定すること、及び、前記複数のＳＯＣ範囲の中で最も低い最低ＳＯＣ範囲の前記下限ＳＯＣ値を、０％以上かつ５％以下のいずれかのＳＯＣ値に設定することの少なくとも一方を行う、請求項３の運用方法。
【請求項９】
前記運用ＳＯＣ範囲となるＳＯＣ範囲が切替わるタイミングが前記複数のグループの間で同期する状態に、前記複数のグループのそれぞれについて、前記運用ＳＯＣ範囲として選択するＳＯＣ範囲を切替える、請求項１乃至８のいずれか１項の運用方法。
【請求項１０】
リン酸鉄リチウムが正極活物質として用いられる１つ以上の電池をそれぞれが備える前記複数の蓄電設備を、前記複数のグループにグループ分けし、前記運用ＳＯＣ範囲として選択したＳＯＣ範囲で、前記複数のグループのそれぞれに属する蓄電設備を運用する、請求項１乃至８のいずれか１項の運用方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電システムの運用方法、運用装置及び運用プログラム、及び、蓄電システムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
蓄電所等では、複数の蓄電設備を備える蓄電システムが用いられている。蓄電システムでは、複数の蓄電設備のそれぞれは、１つ以上の電池として備え、複数の蓄電設備は、互に対して独立して、電力系統を通して電力を授受可能である。蓄電システムでは、複数の蓄電設備のそれぞれは、蓄電システムの外部の蓄電装置、発電機及び負荷装置等との間で電力系統を通して電力を授受することにより、運用される。
【０００３】
蓄電システムでは、使用態様等によっては、複数の蓄電設備のそれぞれは、ＳＯＣ幅が５０％以下の範囲等のＳＯＣ幅が比較的小さいＳＯＣ範囲で、充電及び放電される。ＳＯＣ幅が比較的小さい特定のＳＯＣ範囲でのみ蓄電設備の充電及び放電が繰返し行われた場合、蓄電設備の電池に用いられる電極活物質の種類によっては、蓄電設備及び蓄電設備に用いられる電池の劣化の進行が加速する可能性がある。蓄電システムの運用では、ＳＯＣ幅が比較的小さいＳＯＣ範囲で蓄電設備のそれぞれを充電及び放電する使用態様でも、蓄電設備のそれぞれの劣化の進行を適切に低減することが、求められている。また、ＳＯＣ幅が比較的小さいＳＯＣ範囲で複数の蓄電設備のそれぞれを充電及び放電する使用態様において、蓄電設備の劣化の進行を適切に低減しつつ、蓄電システムが適切に運用されることが、求められている。例えば、いずれのタイミングでも蓄電システム全体での充電余力及び放電余力が確保される状態に、蓄電システムを適切に運用することが、求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開２０２２／２２０２１４号
国際公開２０２２／２０９３４３号
国際公開２０２２／２６４６９８号
国際公開２０２１／２０５６４２号
特開２０１７－１３０４１７号公報
【非特許文献】
【０００５】
Yo Kobayashi et al., “Unexpected capacity fade and recovery mechanism of LiFePO4/graphite cells for grid operation” Journal of Power Sources. 449, (2020) 227502
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、ＳＯＣ幅が比較的小さいＳＯＣ範囲で複数の蓄電設備のそれぞれを充電及び放電する使用態様において、蓄電設備の劣化の進行を適切に低減しつつ、適切に運用が行われる蓄電システムの運用方法、運用装置、及び運用プログラム、及び、蓄電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態では、複数の蓄電設備を備える蓄電システムの運用方法において、複数の蓄電設備を複数のグループにグループ分けし、互いに対してずれる複数のＳＯＣ範囲を、複数のグループのそれぞれの運用ＳＯＣ範囲の選択肢として設定する。運用方法では、複数のグループの間で選択されるＳＯＣ範囲が異なる状態に、複数のグループのそれぞれに対して、選択肢となる複数のＳＯＣ範囲の中の１つを、運用ＳＯＣ範囲として選択し、運用ＳＯＣ範囲として選択したＳＯＣ範囲で、複数のグループのそれぞれに属する蓄電設備を運用する。運用方法では、複数のグループの間で選択されるＳＯＣ範囲が異なる状態に、複数のグループのそれぞれについて、運用ＳＯＣ範囲として選択するＳＯＣ範囲を、複数のＳＯＣ範囲の間で順次に切替える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態に係る蓄電システムの一例を概略的に示すブロック図である。
図２は、実施形態において運用装置の処理回路によって設定される、複数のＳＯＣ範囲の一例を示す概略図である。
図３は、実施形態において運用装置の処理回路によって行われる、複数のグループのそれぞれについて、運用ＳＯＣ範囲として選択されるＳＯＣ範囲を切替える切替え処理の一例を示す概略図である。
図４は、図３の一例の切替え処理において、複数のグループのそれぞれで運用ＳＯＣ範囲として選択されるＳＯＣ範囲の時間的な変化を示す概略図である。
図５は、実施形態等において運用装置の処理回路によって行われる、蓄電システムの運用における処理の一例を概略的に示すフローチャートである。
図６は、比較例、実施例１及び実施例２のそれぞれにおける電池の電池容量の容量維持率の時間変化を、検証結果として示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態等について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、実施形態に係る蓄電システム１の一例を示す。蓄電システム１は、蓄電所等で用いられ、例えば、電力系統用の大型の蓄電システムである。蓄電システム１は、電力系統２に接続可能であり、電力系統２を通して、蓄電システム１の外部の装置（図示しない）との間で電力を授受可能である。電力系統２としては、太陽光及び風力等の自然エネルギーを利用して発電する発電機からの電力を供給する電力系統、及び、発電所からの電力を供給する電力系統等が、挙げられる。また、電力系統２を通して蓄電システム１との間で電力を授受する装置としては、蓄電装置、発電機及び負荷装置等が挙げられる。ある一例では、自然エネルギーを利用して発電する発電機からの電力が、電力系統２を通して蓄電システム１に蓄電される。そして、蓄電システム１は、蓄電した電力を、電力系統２を通して外部の蓄電装置及び負荷装置等に供給する。
（【００１１】以降は省略されています）

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