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公開番号2025017739
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023120934
出願日2023-07-25
発明の名称蓄電池制御装置、及び蓄電システム
出願人矢崎総業株式会社
代理人個人,個人
主分類H02J 7/34 20060101AFI20250130BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数の蓄電ストリングが並列に接続される蓄電システムにおいて、充放電指示に対する応答性を向上する。
【解決手段】ストリングシステムコントローラSSCは、蓄電システム充放電電力指示値に応じて、所定周期毎のストリング充放電電力指示値をストリングコントローラSC1～SCx毎に個別に算出し、当該ストリング充放電電力指示値を所定周期毎にストリングコントローラSC1～SCxに個別に送信する標準スロープ制御と、蓄電システム充放電電力指示値に応じて、複数のストリングコントローラSC1～SCxに共通のストリング充放電電力指示値を算出し、当該共通のストリング充放電電力指示値を複数のストリングコントローラSC1～SCxに一斉に送信する最短スロープ制御との一方を選択的に実行することにより、蓄電システム1全体の充放電電力を現在値から目標値まで変化させる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
並列に接続される複数の蓄電ストリングを備える蓄電システムを制御する蓄電池制御装置であって、
前記蓄電ストリング毎に設けられ、対応する前記蓄電ストリングの充放電電力を制御する複数の第１制御部と、
前記蓄電システム全体の充放電電力の指示値である第１充放電電力指示値を上位の制御部から受信し、受信した前記第１充放電電力指示値に応じて、前記蓄電ストリング毎の充放電電力の指示値である第２充放電電力指示値を算出し、算出した前記第２充放電電力指示値を対応する前記第１制御部に送信する第２制御部と
を備え、
前記第２制御部は、
前記上位の制御部から受信した前記第１充放電電力指示値に応じて、所定周期毎の前記第２充放電電力指示値を前記第１制御部毎に個別に算出し、算出した前記第２充放電電力指示値を前記所定周期毎に前記第１制御部に個別に送信する第１制御と、
前記上位の制御部から受信した前記第１充放電電力指示値に応じて、複数の前記第１制御部に共通の前記第２充放電電力指示値を算出し、算出した共通の前記第２充放電電力指示値を複数の前記第１制御部に一斉に送信する第２制御と
の一方を選択的に実行することにより、前記蓄電システム全体の充放電電力を現在値から目標値まで変化させ、
前記第１制御又は前記第２制御の実行後に、前記第２充放電電力指示値を前記第１制御部毎に個別に算出し、算出した前記第２充放電電力指示値を前記第１制御部に個別に送信することにより、複数の前記蓄電ストリングの充放電電力を調整する第３制御を実行する蓄電池制御装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第２制御部は、前記第１制御及び前記第３制御の実行時、算出した前記第２充放電電力指示値を前記所定周期毎に前記第１制御部にユニキャスト通信で送信し、前記第２制御の実行時、算出した共通の前記第２充放電電力指示値を複数の前記第１制御部に一斉にブロードキャスト通信で送信する請求項１に記載の蓄電池制御装置。
【請求項３】
前記第２制御部は、前記第２制御の実行後の前記第３制御の実行中に前記上位の制御部から更新された前記第１充放電電力指示値を受信した場合、前記第２制御を実行する請求項１又は２に記載の蓄電池制御装置。
【請求項４】
前記第２制御部は、前記第２制御の実行時、前記蓄電ストリング毎に充放電電力上限値と前記第２充放電電力指示値との差分を算出し、複数の前記蓄電ストリングの前記差分の合計値を減少させる複数の前記第１制御部に共通の前記第２充放電電力指示値を算出し、算出した共通の前記第２充放電電力指示値を複数の前記第１制御部に一斉に送信する請求項１又は２に記載の蓄電池制御装置。
【請求項５】
前記第１制御部は、前記第２制御の実行時、充放電電力を、前記第２制御部から送信された前記第２充放電電力指示値に応じて、前記蓄電ストリング毎の前記充放電電力上限値以下に制御する請求項４に記載の蓄電池制御装置。
【請求項６】
前記第１制御において算出される前記所定周期毎の前記第２充放電電力指示値は、現在値から目標値まで漸次的に変化する請求項１又は２に記載の蓄電池制御装置。
【請求項７】
前記蓄電システムは、前記蓄電ストリング毎に設けられ、前記第１制御部により制御されて前記蓄電ストリングの充放電電力を変換する複数の電力変換器を備え、
前記第２制御部は、前記第１制御、前記第２制御、又は前記第３制御において前記第２充放電電力指示値を複数の前記第１制御部に送信した後、前記電力変換器の制御の実行指示を、ブロードキャスト通信で複数の前記第１制御部に一斉に送信する請求項１又は請求項２に記載の蓄電池制御装置。
【請求項８】
並列に接続される複数の蓄電ストリングと、
複数の前記蓄電ストリングの充放電電力を制御する蓄電池制御装置と
を備える蓄電システムであって、
前記蓄電池制御装置は、
前記蓄電ストリング毎に設けられ、対応する前記蓄電ストリングの充放電電力を制御する複数の第１制御部と、
蓄電システム全体の充放電電力の指示値である第１充放電電力指示値を上位の制御部から受信し、受信した前記第１充放電電力指示値に応じて、前記蓄電ストリング毎の充放電電力の指示値である第２充放電電力指示値を算出し、算出した前記第２充放電電力指示値を対応する前記第１制御部に送信する第２制御部と
を備え、
前記第２制御部は、
前記上位の制御部から受信した前記第１充放電電力指示値に応じて、所定周期毎の前記第２充放電電力指示値を前記第１制御部毎に個別に算出し、算出した前記第２充放電電力指示値を前記所定周期毎に前記第１制御部に個別に送信する第１制御と、
前記上位の制御部から受信した前記第１充放電電力指示値に応じて、複数の前記第１制御部に共通の前記第２充放電電力指示値を算出し、算出した共通の前記第２充放電電力指示値を複数の前記第１制御部に一斉に送信する第２制御と
の一方を選択的に実行することにより、前記蓄電システム全体の充放電電力を現在値から目標値まで変化させ、
前記第１制御又は前記第２制御の実行後に、前記第２充放電電力指示値を前記第１制御部毎に個別に算出し、算出した前記第２充放電電力指示値を前記第１制御部に個別に送信することにより、複数の前記蓄電ストリングの充放電電力を調整する第３制御を実行する蓄電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池制御装置、及び蓄電システムに関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
複数の組電池が複数のＰＣＳ（Power Conditioning System）を介して電力供給対象と電力系統とに並列接続された蓄電システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の蓄電システムは、ＥＭＳ（Energy Management System）、複数のＢＭＵ（Buttery Management Unit）、複数のＳＯＣ（State of Charge）センサ等を備える。ＥＭＳは、電力指示値を複数のＢＭＵのうちの一のマスターＢＭＵに送信する。当該マスターＢＭＵは、全ての組電池の充放電量指示値を設定し、設定した充放電量指示値を全てのスレーブＢＭＵに送信する。各スレーブＢＭＵは、受信した充放電量指示値とＳＯＣ推定により推定される組電池のＳＯＣとに基づいて、各組電池の充放電量を制御する。
【０００３】
また、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電ストリングの放電を制御するシステムとして、要求される電流を放電できない蓄電池をバイパスさせ、他の蓄電池を放電させるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電ストリングの充電を制御するシステムとして、入力される電流を充電できない蓄電池をバイパスさせ、他の蓄電池を充電するものが知られている（例えば、特許文献３参照）。特許文献２，３に記載の蓄電システムは、各蓄電池同士を接続又は遮断する第１のスイッチと、バイパス線を接続又は遮断する第２のスイッチとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－１６７９２８号公報
特開２０１３－３１２４７号公報
特開２０１３－３１２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の蓄電システムの組電池を特許文献２，３に記載のシステムの蓄電ストリングとした場合、複雑な充放電制御を要し、そのための制御装置間の通信量が膨大となり、通信時間が長くなる。その結果、上位のシステムからの充放電指示に対する応答性が犠牲になり、高速応答を要する受電点制御が困難になる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、複数の蓄電ストリングが並列に接続される蓄電システムにおいて、充放電指示に対する応答性を向上できる蓄電池制御装置、及び蓄電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】
【０００７】
本発明の蓄電池制御装置は、並列に接続される複数の蓄電ストリングを備える蓄電システムを制御する蓄電池制御装置であって、前記蓄電ストリング毎に設けられ、対応する前記蓄電ストリングの充放電電力を制御する複数の第１制御部と、前記蓄電システム全体の充放電電力の指示値である第１充放電電力指示値を上位の制御部から受信し、受信した前記第１充放電電力指示値に応じて、前記蓄電ストリング毎の充放電電力の指示値である第２充放電電力指示値を算出し、算出した前記第２充放電電力指示値を対応する前記第１制御部に送信する第２制御部とを備え、前記第２制御部は、前記上位の制御部から受信した前記第１充放電電力指示値に応じて、所定周期毎の前記第２充放電電力指示値を前記第１制御部毎に個別に算出し、算出した前記第２充放電電力指示値を前記所定周期毎に前記第１制御部に個別に送信する第１制御と、前記上位の制御部から受信した前記第１充放電電力指示値に応じて、複数の前記第１制御部に共通の前記第２充放電電力指示値を算出し、算出した共通の前記第２充放電電力指示値を複数の前記第１制御部に一斉に送信する第２制御との一方を選択的に実行することにより、前記蓄電システム全体の充放電電力を現在値から目標値まで変化させ、前記第１制御又は前記第２制御の実行後に、前記第２充放電電力指示値を前記第１制御部毎に個別に算出し、算出した前記第２充放電電力指示値を前記第１制御部に個別に送信することにより、複数の前記蓄電ストリングの充放電電力を調整する第３制御を実行する。
【０００８】
本発明の蓄電システムは、並列に接続される複数の蓄電ストリングと、複数の前記蓄電ストリングの充放電電力を制御する蓄電池制御装置とを備える蓄電システムであって、前記蓄電池制御装置は、前記蓄電ストリング毎に設けられ、対応する前記蓄電ストリングの充放電電力を制御する複数の第１制御部と、蓄電システム全体の充放電電力の指示値である第１充放電電力指示値を上位の制御部から受信し、受信した前記第１充放電電力指示値に応じて、前記蓄電ストリング毎の充放電電力の指示値である第２充放電電力指示値を算出し、算出した前記第２充放電電力指示値を対応する前記第１制御部に送信する第２制御部とを備え、前記第２制御部は、前記上位の制御部から受信した前記第１充放電電力指示値に応じて、所定周期毎の前記第２充放電電力指示値を前記第１制御部毎に個別に算出し、算出した前記第２充放電電力指示値を前記所定周期毎に前記第１制御部に個別に送信する第１制御と、前記上位の制御部から受信した前記第１充放電電力指示値に応じて、複数の前記第１制御部に共通の前記第２充放電電力指示値を算出し、算出した共通の前記第２充放電電力指示値を複数の前記第１制御部に一斉に送信する第２制御との一方を選択的に実行することにより、前記蓄電システム全体の充放電電力を現在値から目標値まで変化させ、前記第１制御又は前記第２制御の実行後に、前記第２充放電電力指示値を前記第１制御部毎に個別に算出し、算出した前記第２充放電電力指示値を前記第１制御部に個別に送信することにより、複数の前記蓄電ストリングの充放電電力を調整する第３制御を実行する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の蓄電ストリングが並列に接続される蓄電システムにおいて、充放電指示に対する応答性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電池制御装置を備える蓄電システムの回路の構成を示す回路図である。
図２は、図１に示す蓄電システムの制御の構成を示すブロック図である。
図３は、図１及び図２に示すストリングシステムコントローラの処理を説明するためのフローチャートである。
図４は、蓄電システム充放電電力指示値と各ストリングのストリング充放電電力指示値との更新について説明するグラフである。
図５は、蓄電システム充放電電力指示値と各ストリングのストリング充放電電力指示値との更新について説明するグラフである。
図６は、蓄電システム放電電力のスロープ制御期間の標準スロープ制御の開始時点での蓄電システム放電電力指示値と各ストリングのストリング放電電力指示値とを示す表である。
図７は、蓄電システム放電電力のスロープ制御期間の最短スロープ制御の開始時点での蓄電システム放電電力指示値と各ストリングのストリング放電電力指示値とを示す表である。
図８は、ストリング放電電力の標準スロープ制御の開始時点での蓄電システム放電電力指示値と各ストリングのストリング放電電力指示値とを示す表である。
図９は、蓄電システム放電電力のスロープ制御期間の最短スロープ制御の開始時点での蓄電システム放電電力指示値と各ストリングのストリング放電電力指示値とを示す表である。
図１０は、蓄電システム放電電力のスロープ制御期間の最短スロープ制御の開始時点での蓄電システム放電電力指示値と各ストリングのストリング放電電力指示値とを示す表である。
図１１は、蓄電システム放電電力のスロープ制御期間の最短スロープ制御の開始時点での蓄電システム放電電力指示値と各ストリングのストリング放電電力指示値とを示す表である。
図１２は、ストリング放電電力の標準スロープ制御の開始時点での蓄電システム放電電力指示値と各ストリングのストリング放電電力指示値とを示す表である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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