專利名稱：風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，使風(fēng)力發(fā)電的變動(dòng)抑制用蓄電池長壽命化的控制 系統(tǒng)及其控制方法。另外，涉及使包括蓄電池的系統(tǒng)成本為最小限度、使風(fēng)力發(fā)電的收益最 大化的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的最佳運(yùn)用。
背景技術(shù)：
全球變暖對(duì)于全人類來說是重大的問題，為了延緩、抑制變暖的進(jìn)展，世界各國正 在發(fā)展節(jié)約能源的推進(jìn)和不排出(X)2的新能源的利用等。在日本，為了減少CO2的排放，國家也制定了導(dǎo)入新能源的目標(biāo)，實(shí)施補(bǔ)助金等，同 時(shí)正在發(fā)展太陽光和風(fēng)力等新能源發(fā)電的導(dǎo)入。但是，雖然風(fēng)力發(fā)電利用自然能源，具有不排放(X)2的優(yōu)點(diǎn)，但是發(fā)電輸出功率不 穩(wěn)定，擔(dān)心對(duì)電力系統(tǒng)有不良影響、電力質(zhì)量下降。為了防止對(duì)上述電力系統(tǒng)的不良影響， 廣泛地實(shí)施在導(dǎo)入風(fēng)力發(fā)電時(shí)，同時(shí)導(dǎo)入蓄電池系統(tǒng)。圖18表示風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的輸出變動(dòng)抑制用蓄電池系統(tǒng)的例子。由風(fēng)力發(fā)電產(chǎn) 生的發(fā)電輸出因風(fēng)況不同而發(fā)生很大變動(dòng)，直接流入電力系統(tǒng)時(shí)，對(duì)電力系統(tǒng)的電力質(zhì)量 產(chǎn)生不良影響。因此，通過使用鉛蓄電池等蓄電池或鋰離子電池、超級(jí)電容器等的蓄電系 統(tǒng)，進(jìn)行與風(fēng)力發(fā)電輸出狀況相適應(yīng)的蓄電系統(tǒng)輸出。結(jié)果，通過聯(lián)合電力系統(tǒng)與風(fēng)力發(fā)電 輸出和蓄電系統(tǒng)輸出，可以產(chǎn)生順暢的系統(tǒng)輸出，避免對(duì)電力質(zhì)量的不良影響。圖19表示電力公司的風(fēng)力發(fā)電的系統(tǒng)連接要件的一個(gè)例子。圖的例子中，規(guī)定風(fēng) 力發(fā)電和蓄電池的聯(lián)合輸出功率的變動(dòng)，將經(jīng)1分鐘平均化的值在20分鐘內(nèi)的最大值和最 小值的差抑制在風(fēng)力的額定輸出功率的10%以下，要求滿足上述系統(tǒng)連接要件。已知蓄電池根據(jù)運(yùn)用條件的不同，壽命有很大差異。由于將蓄電池用于抑制風(fēng)力 發(fā)電的輸出功率變動(dòng)是比較新的嘗試，所以在蓄電池的運(yùn)用條件中，滿足風(fēng)力發(fā)電的系統(tǒng) 連接要件的同時(shí)，如何運(yùn)用可控制的條件能夠使電池的壽命最長壽命化，目前尚不清楚。一 般認(rèn)為與目前的產(chǎn)業(yè)用負(fù)荷均衡化(蓄積夜間電力，在負(fù)荷較多的白天放電)的用途不同， 風(fēng)力發(fā)電蓄電池系統(tǒng)，在沒有滿充電的部分充電狀態(tài)PS0C(Percial State of Charge)下 重復(fù)進(jìn)行短時(shí)間的充放電。如上所述，即使在目前為止沒有的運(yùn)用條件下，也需要能夠如下 運(yùn)用，即，抑制蓄電池的劣化，獲得與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的壽命周期為等同以上的長壽命。專利文獻(xiàn)1公開了一種鉛蓄電池的充放電狀態(tài)(SOC)的控制方法。該方法在鉛蓄 電池充放電時(shí)，測量進(jìn)入SOC下限范圍內(nèi)的次數(shù)，根據(jù)該次數(shù)使SOC水平上升。另外，專利文獻(xiàn)2公開了關(guān)于蓄電設(shè)備的保養(yǎng)的內(nèi)容。其中主要公開了在進(jìn)行蓄 電設(shè)備的保養(yǎng)時(shí)通過短時(shí)間的放電進(jìn)行所有蓄電池的容量檢驗(yàn)，通過只更換容量不足的蓄 電池來削減蓄電池更換的成本。專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-186087號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2006-100000號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
專利文獻(xiàn)1的方法不能在尚未確立實(shí)行什么樣的SOC控制較好的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中 實(shí)施。另外，影響蓄電池的壽命的不僅有S0C，也與其他各種運(yùn)用條件有關(guān)，但專利文獻(xiàn)1的 方法沒有考慮到包含除SOC以外的運(yùn)用條件的綜合的控制方法。關(guān)于在發(fā)電地的溫度條件和風(fēng)的條件下能夠使蓄電池壽命最長化的S0C、和所有 其他的運(yùn)用條件，目前尚不清楚。但是，為了抑制全球變暖的進(jìn)展，不能等待確立所有技術(shù) 后再導(dǎo)入風(fēng)力發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電用蓄電池系統(tǒng)。因此，本發(fā)明的第一課題是構(gòu)筑一種系統(tǒng)，該 系統(tǒng)一邊對(duì)能夠?qū)⑿铍姵貕勖铋L化的控制方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，一邊將其結(jié)果反饋到實(shí)際風(fēng)力 發(fā)電系統(tǒng)中。本發(fā)明的第二課題是在具備蓄電池的風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)整體中如何提高收 益。即，該課題在于綜合考慮由風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的利潤和與系統(tǒng)聯(lián)系相關(guān)的成本、蓄電池的成 本等，構(gòu)筑可以使收益最大化的發(fā)電系統(tǒng)。將來，風(fēng)力發(fā)電電力根據(jù)電力質(zhì)量的不同而有可 能導(dǎo)致購買價(jià)格變化。另外，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能否按預(yù)告的量發(fā)電，購買價(jià)格也有可能變 化。在上述情況下，從收入和成本的均衡性方面考慮，也要求構(gòu)筑能夠使收益最大化的發(fā)電 系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明構(gòu)筑了一種風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)設(shè)置有具有蓄電池的風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)；收集在該風(fēng) 力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池?cái)?shù)據(jù)的蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部；基于利用該 蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部收集的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)蓄電池的運(yùn)用和壽命及劣化的關(guān)系 的蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部；基于利用該蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部得到的信息，計(jì) 劃蓄電池運(yùn)用方法使其滿足所需壽命要件的蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部；和按照該蓄電池運(yùn)用計(jì)劃 部的計(jì)劃，指示上述風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池的運(yùn)用的蓄電池運(yùn)用指示部。另外，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)設(shè)置有具有蓄電池的風(fēng)力發(fā) 電·蓄電池系統(tǒng)；收集該風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池?cái)?shù)據(jù)的蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣 化數(shù)據(jù)收集部；基于利用該蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部收集的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)蓄電池 的運(yùn)用和壽命及劣化的關(guān)系的蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部；評(píng)價(jià)與上述蓄電池成本相關(guān) 的信息的蓄電池成本評(píng)價(jià)部；評(píng)價(jià)成本的電力公司虧損評(píng)價(jià)部，所述成本包括向電力公司 支付的系統(tǒng)連接虧損和由風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的收益的；基于利用該蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià) 部得到的信息及蓄電池成本信息及電力公司成本信息，計(jì)劃成本最佳的蓄電池運(yùn)用方法的 蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部；和按照該蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部的計(jì)劃，指示上述風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng) 中的蓄電池的運(yùn)用的蓄電池運(yùn)用指示部。進(jìn)而，本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電用控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，風(fēng)力發(fā)電 用蓄電池控制系統(tǒng)設(shè)置有風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)；收集該風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)數(shù)據(jù)的 蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部；基于利用該蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部 收集的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)蓄電池的運(yùn)用和劣化的關(guān)系的蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部；使用利用 該蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部得到的信息，計(jì)劃蓄電池運(yùn)用方法使其滿足所需壽命要件 的蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部；和按照該蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部的計(jì)劃，對(duì)上述風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng) 指示蓄電池運(yùn)用的蓄電池運(yùn)用指示部，上述風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)的控制方法，在評(píng) 價(jià)蓄電池的運(yùn)用和劣化的關(guān)系、計(jì)劃蓄電池運(yùn)用使其滿足所需壽命要件時(shí)，使用田口方法
6(Taguchi Method)(動(dòng)態(tài)特性)求出蓄電池運(yùn)用條件對(duì)蓄電池壽命及劣化部位的影響程 度，對(duì)運(yùn)用條件與蓄電池壽命及劣化部位的關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)。進(jìn)而，本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所 述風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)設(shè)置有具有蓄電池的風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)；收集該風(fēng)力發(fā) 電·蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池的數(shù)據(jù)的蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部；基于利用該蓄 電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部收集的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)蓄電池的運(yùn)用和劣化的關(guān)系的蓄電池 運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部；評(píng)價(jià)與上述蓄電池成本相關(guān)的信息的蓄電池成本評(píng)價(jià)部；評(píng)價(jià)成 本的電力公司成本評(píng)價(jià)部，所述成本包括向電力公司支付的系統(tǒng)連接虧損和由風(fēng)力發(fā)電產(chǎn) 生的收益；基于利用該蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部得到的信息及蓄電池成本信息及電力 公司成本信息，計(jì)劃成本最佳的蓄電池的運(yùn)用方法的蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部；和按照該蓄電池 運(yùn)用計(jì)劃部的計(jì)劃，指示上述風(fēng)力發(fā)電 蓄池系統(tǒng)中的蓄電池運(yùn)用的蓄電池運(yùn)用指示部，上 述風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)的控制方法，在評(píng)價(jià)蓄電池運(yùn)用與劣化的關(guān)系、計(jì)劃蓄電池 運(yùn)用使其滿足所需的壽命要件時(shí)，使用田口方法(動(dòng)態(tài)特性)求出蓄電池的運(yùn)用條件對(duì)蓄 電池壽命及劣化部位的影響程度，對(duì)運(yùn)用條件與蓄電池壽命及劣化部位的關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)本發(fā)明，在設(shè)置有風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)的發(fā)電地固有的風(fēng)力條件·溫度條 件等自然條件下，可以隨時(shí)地將風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)的控制進(jìn)行最優(yōu)化，使其能夠?qū)⑿铍?池的壽命維持到目標(biāo)年數(shù)。另外，可以隨時(shí)實(shí)施風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)控制，使包含利用自然能源發(fā)電的電力 的收益、保養(yǎng)費(fèi)用在內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)的成本及支付給電力公司的成本等的總成 本最優(yōu)化(收益最大化)。


[圖1]為表示本發(fā)明的實(shí)施例1的功能模塊圖。[圖2]為表示使用半導(dǎo)體芯片收集蓄電池?cái)?shù)據(jù)的示意圖。[圖3]為表示蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部的數(shù)據(jù)的說明圖。[圖4]為表示本發(fā)明的壽命預(yù)測工具的示意圖。[圖5]為表示蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部的結(jié)構(gòu)的功能模塊圖。[圖6]為表示鉛蓄電池的運(yùn)用條件與電池壽命·劣化部位的關(guān)系的說明圖。[圖7]為表示使用田口方法的壽命預(yù)測方法的說明圖。[圖8]為表示鉛蓄電池的運(yùn)用條件與電池壽命·劣化部位的關(guān)系的說明圖。[圖9A]為表示使用田口方法預(yù)測各個(gè)水平的壽命的例子的說明圖。[圖9B]為表示使用田口方法預(yù)測各個(gè)水平的壽命的例子的說明圖。[圖10A]為表示使用田口方法預(yù)測各個(gè)水平的壽命的例子的說明圖。[圖10B]為表示使用田口方法預(yù)測各個(gè)水平的壽命的例子的說明圖。[圖11]為表示L18實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的控制因子的說明圖。[圖12]為表示L18實(shí)驗(yàn)計(jì)劃(正交表)的說明圖。[圖13]為表示通過田口方法獲得的壽命預(yù)測工具畫面的示意圖。[圖14]為表示通過田口方法獲得的壽命預(yù)測工具畫面的示意圖。[圖15]為表示通過田口方法獲得的壽命預(yù)測工具畫面的示意圖。
[圖16]為表示通過田口方法獲得的壽命預(yù)測工具的靈敏度顯示畫面的示意圖。[圖17]為表示本發(fā)明的實(shí)施例2的功能模塊圖。[圖18]為現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)的示意圖。[圖19]為現(xiàn)有電力公司的風(fēng)力發(fā)電的系統(tǒng)連接要件的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下使用附圖，對(duì)使用鉛蓄電池作為蓄電池時(shí)的本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說 明。實(shí)施例1圖1表示實(shí)施例1的功能模塊圖。本發(fā)明的功能模塊由下述部分構(gòu)成設(shè)置在發(fā) 電地的風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)101和蓄電池運(yùn)用 蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部102、及設(shè)置在遠(yuǎn) 程控制地點(diǎn)的蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部103、滿足鉛蓄電池需要的壽命要件的蓄電池 運(yùn)用計(jì)劃部104、及蓄電池運(yùn)用指示部105。以下說明實(shí)施例1的工作。風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)101具有風(fēng)力發(fā)電裝置及控制 使其輸出功率均衡化的鉛蓄電池的控制裝置。蓄電池運(yùn)用 蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部102通 常設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)的控制裝置上，收集風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)101中的鉛蓄 電池的運(yùn)用數(shù)據(jù)及劣化數(shù)據(jù)。由蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部102收集的數(shù)據(jù)，通 過網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送到遠(yuǎn)程控制地點(diǎn)的蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部103。如圖2所示，蓄電池運(yùn) 用 蓄電池劣化數(shù)據(jù)的收集，可以通過半導(dǎo)體芯片106實(shí)施，該半導(dǎo)體芯片106搭載在風(fēng)力 發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)101內(nèi)的蓄電池本身上。蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部103，基于收集到的鉛蓄電池的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)鉛蓄電池 的運(yùn)用和壽命及劣化的關(guān)系。蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部104，基于通過蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià) 部103求得的鉛蓄電池的運(yùn)用和劣化的關(guān)系信息，計(jì)劃鉛蓄電池的運(yùn)用方法(控制方法)， 使鉛蓄電池滿足需要的壽命要件?；谟尚铍姵剡\(yùn)用計(jì)劃部104制作的運(yùn)用計(jì)劃，蓄電池運(yùn)用指示部105通過網(wǎng)絡(luò) 向風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)101發(fā)送鉛蓄電池的運(yùn)用指示信息，以此為基礎(chǔ)，風(fēng)力發(fā)電 蓄電 池系統(tǒng)101的控制裝置進(jìn)行對(duì)鉛蓄電池適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用及控制。蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部103、蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部104及蓄電池運(yùn)用指示部 105在遠(yuǎn)程控制地點(diǎn)形成于壽命預(yù)測工具上，該壽命預(yù)測工具是在主機(jī)上工作的軟件程序?！残铍姵剡\(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部〕接著，詳細(xì)地說明各功能模塊的工作·內(nèi)容。蓄電池運(yùn)用 蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部 102具備各種傳感器、存儲(chǔ)裝置和通信裝置等，收集與鉛蓄電池的運(yùn)用和劣化相關(guān)的數(shù)據(jù)。 蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部102收集的數(shù)據(jù)的例子如圖3所示。蓄電池運(yùn)用·蓄 電池劣化數(shù)據(jù)收集部102收集蓄電池的運(yùn)用數(shù)據(jù)(可控制的數(shù)據(jù))、蓄電池劣化數(shù)據(jù)等數(shù) 據(jù)。作為蓄電池的運(yùn)用數(shù)據(jù)(可控制的數(shù)據(jù))的例子，可以舉出(Ia)均等充電間隔、 (Ib)均等充電電壓、(Ic)均等充電量、(Id) SOC使用范圍(中心值)、(Ie) SOC使用范圍(幅 度)、(If)充放電周期(高頻)、(Ig)充放電周期(低頻)、(Ih)充放電電流等。此處，所 謂充放電周期，是指充放電的時(shí)間間隔。例如，一般可以認(rèn)為(If)充放電周期(高頻)是指充放電時(shí)間間隔短(例數(shù)秒 數(shù)分鐘)，(Ig)充放電周期(低頻)是指充放電時(shí)間間隔 長(例數(shù)小時(shí) 數(shù)十小時(shí))。作為蓄電池劣化數(shù)據(jù)的例子，可以舉出Qa)電池容量下降、Ob)正極格柵 (positive grid)腐蝕、Oc)負(fù)極硫酸鹽化作用(硫酸鉛量)、(2d)電解液層化(比重)、 (2e)電解液量等?！残铍姵剡\(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部〕蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部102收集上述數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)將收集的數(shù)據(jù) 發(fā)送到蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部103。蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部103，構(gòu)筑如圖4的示意圖所示的壽命預(yù)測工具(壽 命 劣化解析模型)的一部分，其內(nèi)容根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)被隨時(shí)更新。壽命預(yù)測工具由計(jì)算 機(jī)硬件和軟件程序構(gòu)成，給與包括鉛蓄電池充放電模式的電池運(yùn)用條件等時(shí)，通過規(guī)定的 演算處理，預(yù)測鉛蓄電池的壽命和鉛蓄電池各部位的劣化狀況等并輸出。本發(fā)明的主要部 分為上述壽命預(yù)測工具(壽命·劣化預(yù)測模型)的構(gòu)成。以下使用圖5的功能模塊圖說明蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部103的構(gòu)成。在圖 5中，壽命靈敏度評(píng)價(jià)部301，利用田口方法手法，由蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部 102的數(shù)據(jù)算出各運(yùn)用條件對(duì)鉛蓄電池壽命的靈敏度。另外，從使用極限輸入部302輸入各 使用條件的極限值。運(yùn)用條件·電池壽命比較評(píng)價(jià)部305，比較評(píng)價(jià)這些數(shù)據(jù)，確定各數(shù)據(jù) 的關(guān)系，向蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部104輸出。蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部104基于蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān) 系評(píng)價(jià)部103的輸出，計(jì)算并顯示出與客戶端所期望的使用條件輸入相應(yīng)的壽命及在最佳 條件下的壽命。另外，劣化靈敏度評(píng)價(jià)部303，利用田口方法，由蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收 集部102的數(shù)據(jù)算出各運(yùn)用條件對(duì)鉛蓄電池劣化部位的靈敏度。另外，從使用極限輸入部 304輸入各使用條件的極限值。運(yùn)用條件·劣化部位比較評(píng)價(jià)部306，比較評(píng)價(jià)上述數(shù)據(jù)， 確定各數(shù)據(jù)的關(guān)系，向蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部104輸出。蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部104基于蓄電池運(yùn) 用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部103的輸出功率，計(jì)算并顯示出與客戶端所期望的使用條件輸入相應(yīng) 的使用極限及最佳使用條件。圖6為表示鉛蓄電池的運(yùn)用條件與電池壽命 劣化部位的關(guān)系的說明圖。鉛蓄電 池的運(yùn)用條件中，作為一般認(rèn)為可控制、且對(duì)壽命·劣化有影響的運(yùn)用條件的一個(gè)例子，可 以舉出下述(1) (6)。(1)均等充電間隔定期地為滿充電狀態(tài)的均等充電的間隔(》S0C(充電狀態(tài)(Stateof Charge))鉛蓄電池的充電水平(3)充放電周期充放電循環(huán)(周期)(充電·放電的時(shí)間間隔)(4)充放電電流充放電時(shí)的電流大小(5)溫度設(shè)置電池的位置的溫度(6)充電效率估計(jì)充電時(shí)的效率、SOC時(shí)使用的參數(shù)另外，作為鉛蓄電池的劣化部位/劣化現(xiàn)象的代表性的例子，可以舉出下述㈧ (C)。(A)正極的格柵腐蝕正極的格柵被氧化腐蝕。(B)負(fù)極的硫酸鹽化作用負(fù)極的硫酸鉛結(jié)晶化不發(fā)生電離，因此妨礙電池的作用。(C)電解液的層化電解液的比重出現(xiàn)偏差，妨礙電池的作用。下述說明現(xiàn)有已知的上述運(yùn)用條件(1) (6)和劣化部位/劣化現(xiàn)象㈧ (C) 的關(guān)系(趨勢)。(1)均等充電間隔為定期地滿充電狀態(tài)時(shí)，可以緩和長時(shí)間部分充電狀態(tài) (PSOC)下使用時(shí)容易引起的(B)負(fù)極的硫酸鹽化作用和(C)電解液的層化，延長鉛蓄電池 的壽命。O) SOC :S0C水平高、為過充電時(shí)，促進(jìn)㈧正極格柵腐蝕。相反SOC水平低時(shí)，引 起(B)負(fù)極的硫酸鹽化作用的可能性增加。(3)充放電循環(huán)通常，充放電的循環(huán)多時(shí)劣化進(jìn)展。(由風(fēng)力發(fā)電輸出功率之類 周期短的充放電產(chǎn)生的影響，有時(shí)與上述不同)。(4)充放電電流充放電時(shí)的電流大小過大時(shí)，因電池發(fā)熱而導(dǎo)致電池內(nèi)溫度上 升，促進(jìn)正極格柵腐蝕。另外，還會(huì)引起電解液的水分蒸發(fā)(電解液減少)，與通常情況相比 有時(shí)較快地引起容量下降。(5)溫度電池設(shè)置位置的溫度為高溫時(shí)，有促進(jìn)正極格柵腐蝕的趨勢。(6)充電效率為推定SOC時(shí)使用的充電時(shí)的效率參數(shù)，與實(shí)際充電效率不同時(shí) SOC估計(jì)誤差累積，過充電，(A)正極格柵腐蝕可能會(huì)劣化。以上是目前公知的對(duì)于劣化 壽命的傾向。為了準(zhǔn)確地預(yù)測風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系 統(tǒng)的壽命，針對(duì)風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)的運(yùn)用條件(滿足電力公司的系統(tǒng)連接要件、同時(shí)可 控制的運(yùn)用條件)組合的狀態(tài)下壽命和劣化如何進(jìn)展，需要上述關(guān)系的定量的模型化?！矇勖ち踊A(yù)測模型〕對(duì)使用田口方法(動(dòng)態(tài)特性)的模型化方法進(jìn)行說明，所述模型化方法用于構(gòu)筑 與電池的運(yùn)用條件與電池的壽命·劣化關(guān)系有關(guān)的預(yù)測模型。如上所述，存在多種涉及電 池劣化的運(yùn)用條件。進(jìn)而，關(guān)于上述條件的組合，通常認(rèn)為有龐大的組合數(shù)，從成本和時(shí)間 的限制方面考慮，難以對(duì)所有的組合條件進(jìn)行壽命和劣化如何進(jìn)展的實(shí)驗(yàn) 測定。但是，通 過使用田口方法技術(shù)和L18實(shí)驗(yàn)計(jì)劃技術(shù)，可以通過現(xiàn)實(shí)的組合數(shù)范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)求出與電 池劣化相關(guān)的運(yùn)用條件的壽命或劣化的關(guān)系。圖7表示利用了田口方法的動(dòng)態(tài)特性的壽命 預(yù)測模型的示意圖。通過進(jìn)行田口方法的要素分析求出“靈敏度”，可以在復(fù)雜的運(yùn)用條件的組合中研 究各個(gè)運(yùn)用條件獨(dú)立地對(duì)壽命的影響程度。(此處，運(yùn)用條件相當(dāng)于田口方法的“控制因 子”)。圖7為表示通過田口方法獲得的壽命預(yù)測方法的說明圖。圖7中利用田口方法 (動(dòng)態(tài)特性)，闡明各控制因子的“年數(shù)”-“電池容量下降”的關(guān)系(使用“靈敏度”表達(dá))。 例如在圖7的例子中，對(duì)在㈧均等充電間隔“每2周”和⑶均等充電間隔“每1個(gè)月”的 條件下比較運(yùn)用條件“均等充電間隔”的情況進(jìn)行說明。用控制因子㈧、⑶進(jìn)行比較時(shí)，比較輸出(電池容量下降)相對(duì)于輸入(電池 使用年數(shù))的靈敏度(β (Α)、β (8))的比，得到(β (B)/β (A)) = 1.5倍的值。上述情況 下，可知均等充電間隔對(duì)壽命的影響，與(A)相比(B)的影響程度大1.5倍，與實(shí)施均等充 電間隔“每2周”相比，均等充電間隔“每1個(gè)月”以1. 5倍快速地進(jìn)行劣化。
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關(guān)于鉛蓄電池的各部位的劣化，也可以與鉛蓄電池的壽命(容量下降)同樣地構(gòu) 筑劣化預(yù)測模型。圖8表示電池的壽命及各部位劣化的測定方法和能夠使用的極限值的一 個(gè)例子。將鉛蓄電池的壽命在其容量下降30%的時(shí)間點(diǎn)作為達(dá)到使用極限。同樣地，通過 測定下述表示的值測定劣化進(jìn)展程度，在達(dá)到規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，各部位的劣化達(dá)到使用極 限。(A)正極格柵腐蝕…測定值格柵腐蝕量，使用極限40重量％(B)負(fù)極的硫酸鹽化作用…測定值硫酸鉛量，使用極限15%(C)電解液的層化…測定值電解液比重，使用極限0. 1與上述說明同樣地，為了研究與劣化有關(guān)的各種運(yùn)用條件與各部位劣化的關(guān)系， 進(jìn)行田口方法的要素分析，求出各要素的靈敏度。由此，在復(fù)雜的運(yùn)用條件(控制因子)的 組合中，可以研究各個(gè)運(yùn)用條件分別獨(dú)立地對(duì)各部位劣化的影響程度。圖9A、9B為表示研究SOC的使用范圍對(duì)㈧正極格柵腐蝕的影響的例子的說明 圖。圖9A表示相對(duì)于電池使用年數(shù)的正極格柵腐蝕，圖9B表示各水平的靈敏度。另外，圖 10AU0B為表示研究SOC的使用范圍對(duì)⑶負(fù)極的硫酸鹽化作用的影響的例子的說明圖。 圖IOA表示相對(duì)于電池使用年數(shù)的硫酸鉛量，圖IOB表示各水平的靈敏度。圖9A 圖IOB 的例子中，假設(shè)將SOC使用范圍設(shè)定為目前標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍(30% 80%)，然后，將上下浮 動(dòng)的值設(shè)定為下述水平(1) (3)。(1)20% 70%(2) 30% 80%(3) 40% 90%通常，認(rèn)為存在下述傾向S0C高的一方易于產(chǎn)生促進(jìn)“ (A)正極格柵腐蝕”的方向 的影響，SOC低的一方易于產(chǎn)生促進(jìn)“(B)負(fù)極的硫酸鹽化作用”的方向的影響。但是，如果 按照上述(1) (3)的水平進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則進(jìn)行田口方法的要素分析，結(jié)果靈敏度為圖9B所 示的關(guān)系。B卩，在目前標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍⑵的情況下，如圖9A所示，“㈧正極格柵腐蝕”的 進(jìn)展勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)年數(shù)，但降低使用范圍到⑴時(shí)，“㈧正極格柵腐蝕”的進(jìn)展顯著變慢 (長壽命化)。另一方面，如圖IOA所示，關(guān)于(B)負(fù)極的硫酸鹽化作用，即使將使用范圍從 現(xiàn)有SOC使用范圍⑵降低到(1)，劣化的進(jìn)展也沒有那么快，可以超過目標(biāo)年數(shù)。此時(shí)，可 知風(fēng)力發(fā)電用鉛蓄電池的SOC使用范圍為(1)時(shí)可以延長壽命。通過L18實(shí)驗(yàn)計(jì)劃求得用于使用上述田口方法(動(dòng)態(tài)特性)進(jìn)行預(yù)測的數(shù)據(jù)。圖 11為L18實(shí)驗(yàn)的控制因子和水平值的設(shè)定例。此處，作為在鉛蓄電池中左右壽命的控制因 子，包括下述例子(a)均等充電間隔、(b)SOC使用范圍(中心值)、(c)SOC使用范圍(幅 度)、⑷充放電循環(huán)(高頻)、(e)充放電周期(低頻)、(f)充放電電流、(g)溫度、(h)充 電效率。需要說明的是，可以根據(jù)鉛蓄電池的種類·特性，使用對(duì)壽命有影響的控制因子， 組合實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。圖12表示L18正交表的例子。利用使用L18正交表的組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將得 到的數(shù)據(jù)用田口方法(動(dòng)態(tài)特性)進(jìn)行要素分析，求出其靈敏度，由此，可以推測出在改變 鉛蓄電池的運(yùn)用時(shí)壽命變?yōu)閹啄辍Ｈ缟纤?，使用利用田口方?動(dòng)態(tài)特性)的壽命預(yù)測， 可以構(gòu)筑蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部103。需要說明的是，關(guān)于田口方法(動(dòng)態(tài)特性)的要素分析的詳細(xì)內(nèi)容，在下述書籍中詳細(xì)地介紹，即，“田口玄一用于穩(wěn)健計(jì)劃的功能性評(píng)價(jià)-有效的開發(fā)方法，日本規(guī)格協(xié)會(huì) 0000/06)”、“矢野宏質(zhì)量工程學(xué)入門-變革技術(shù)的新思路，日本規(guī)格協(xié)會(huì)(1995/08)”、 “田口玄一、橫山巽子基礎(chǔ)質(zhì)量工程學(xué)入門，日本規(guī)格協(xié)會(huì)Q007/09)”、“田口玄一、橫山巽 子離線質(zhì)量工程學(xué)，日本規(guī)格協(xié)會(huì)O007/05)”、“上田太一郎利用Excel的田口方法(質(zhì) 量工程學(xué))算法，新技術(shù)開發(fā)中心”等?！矇勖A(yù)測工具〕圖13 圖15為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的界面畫面的例子，其能夠使用戶容易地確認(rèn)由使 用田口方法(動(dòng)態(tài)特性)的壽命預(yù)測工具獲得的鉛蓄電池的壽命 劣化預(yù)測結(jié)果。圖13表 示壽命預(yù)測工具的輸入(菜單選擇)畫面。通過畫面左側(cè)顯示的菜單按鈕“可控制的條件 的選擇”，指定鉛蓄電池的運(yùn)用條件，在指定條件下進(jìn)行鉛蓄電池的壽命和劣化的評(píng)價(jià)。控 制因子(a h)，S卩，風(fēng)力發(fā)電用鉛蓄電池的實(shí)驗(yàn)水平(a:2水平，b h:3水平)用下拉菜 單表示，運(yùn)用條件可以在其組合中指定。用畫面左側(cè)的菜單按鈕選擇要評(píng)價(jià)的運(yùn)用條件后，選擇右側(cè)的評(píng)價(jià)實(shí)行按鈕。按 下右上“壽命預(yù)測”欄中顯示的壽命預(yù)測按鈕時(shí)，壽命預(yù)測工具通過演算處理，求出在左側(cè) 菜單中選擇的運(yùn)用條件及最佳運(yùn)用條件下的鉛蓄電池直到壽命的年數(shù)、和各部位的劣化 (直到使用極限)的年數(shù)并顯示。按下右下的“使用年數(shù)”一“容量·劣化度”預(yù)測欄中顯示的按鈕時(shí)，壽命預(yù)測工 具可以求出并顯示出在左側(cè)菜單中選擇的運(yùn)用條件及最佳運(yùn)用條件下經(jīng)過指定的年數(shù)時(shí) 的鉛蓄電池的容量和各部位的劣化程度。圖14表示按下右上欄中“壽命預(yù)測”的按鈕時(shí)顯示的輸出畫面的例1。圖14的例 子中，按下“壽命預(yù)測”的按鈕，結(jié)果顯示出評(píng)價(jià)鉛蓄電池的壽命(使用極限)，即直到“鉛 蓄電池的容量下降減少30%”的年數(shù)的結(jié)果。用戶在菜單中選擇的運(yùn)用條件，在壽命預(yù)測工具畫面下欄中央顯示預(yù)測結(jié)果為鉛 蓄電池壽命為17年。另外，用壽命預(yù)測工具，也可以自動(dòng)地求出“最佳的運(yùn)用條件”和進(jìn)行 最佳運(yùn)用時(shí)的“壽命”。在圖的例子中，在畫面下欄右側(cè)部分顯示壽命預(yù)測工具求出的最佳 運(yùn)用條件，可知在進(jìn)行最佳運(yùn)用的情況下，預(yù)測壽命為21年。圖15表示按下圖13的右下的“使用年數(shù)”一“容量·劣化度”預(yù)測欄按鈕，經(jīng)過 指定的年數(shù)時(shí)的預(yù)測結(jié)果顯示畫面的例2。在圖15的畫面下欄表示預(yù)測使用21年后的正 極格柵腐蝕的例子。用戶在菜單中選擇的運(yùn)用條件，在壽命預(yù)測工具畫面中央的欄中進(jìn)行再顯示。采 用該運(yùn)用方法經(jīng)過21年時(shí)的正極格柵腐蝕量為41%，顯示“超過使用極限”的提示。S卩，如 果指定運(yùn)用方法和目標(biāo)年數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，則可以預(yù)測在上述運(yùn)用條件下能否實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。本壽命預(yù)測工具也自動(dòng)地求出“最佳的運(yùn)用條件”和“進(jìn)行最佳的運(yùn)用、經(jīng)過指定 的年數(shù)時(shí)的劣化狀況”。在圖的例子中，右側(cè)部分顯示壽命預(yù)測工具求出的最佳的運(yùn)用條 件。進(jìn)行該最佳的運(yùn)用的情況下，預(yù)測經(jīng)過21年時(shí)的正極格柵腐蝕量的預(yù)測值為35%。在 該情況(最佳的運(yùn)用條件下運(yùn)用的情況)中，即使經(jīng)過21年也沒有達(dá)到正極格柵腐蝕的使 用極限。因此，如果可以進(jìn)行控制使在壽命預(yù)測工具求得的運(yùn)用條件下使用鉛蓄電池，則可 以預(yù)測即使正極格柵腐蝕經(jīng)過目標(biāo)21年，也為能夠使用的狀態(tài)。如上所述，使用本壽命預(yù)測工具時(shí)，可以預(yù)測在各種運(yùn)用條件下鉛蓄電池的壽命和直至各部位劣化(使用極限)的年數(shù)。另外，可以預(yù)測在各種運(yùn)用條件下經(jīng)過指定的年 數(shù)時(shí)的電池的容量下降的情況和各部位的劣化進(jìn)展?fàn)顩r等。進(jìn)而，即使用戶不進(jìn)行操作，壽 命預(yù)測工具本身也可以自動(dòng)地求出最佳的運(yùn)用條件。上述輸出利用網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送到發(fā)電地， 用于風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)101的最佳運(yùn)用。圖16涉及例3，例3中用本壽命預(yù)測工具對(duì)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)自動(dòng)地進(jìn)行田口方法 的要素分析，圖16中表示的是分析結(jié)果的顯示畫面。圖16表示每個(gè)控制因子(運(yùn)用條件) 中表示要素效果(靈敏度)的曲線圖。曲線圖在視覺上易于區(qū)分顯示3水平(只有A為2 水平)的水平下的靈敏度的高低。關(guān)于壽命·劣化預(yù)測，靈敏度低的一方壽命·劣化難以 進(jìn)展，為長壽命的運(yùn)用方法。本壽命預(yù)測工具的特征在于，給與通過實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)時(shí)，壽命預(yù)測工具可以自 動(dòng)地進(jìn)行田口方法的要素分析，構(gòu)筑預(yù)測模型，給與的數(shù)據(jù)越多，預(yù)測精度越高。因此，基于 在用于風(fēng)力用鉛蓄電池中制作的L18實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，可以定期地收集數(shù)據(jù)，提高預(yù)測精度。另 外，可以使用上述壽命預(yù)測工具，計(jì)劃滿足需要壽命的控制。實(shí)施例2關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例2，如圖17的功能模塊圖所示，設(shè)置蓄電池成本評(píng)價(jià)部201、 電力公司虧損評(píng)價(jià)部202和最佳成本蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部203來代替實(shí)施例1的計(jì)劃鉛蓄 電池運(yùn)用方法的蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部104，所述蓄電池成本評(píng)價(jià)部201評(píng)價(jià)關(guān)于鉛蓄電池成 本的信息，所述電力公司虧損評(píng)價(jià)部202對(duì)向電力公司支付的系統(tǒng)連接虧損、和通過銷售 風(fēng)力發(fā)電得到的收益等成本進(jìn)行評(píng)價(jià)，所述最佳成本蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部203根據(jù)蓄電池運(yùn) 用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部103的信息、蓄電池成本評(píng)價(jià)部202的信息及電力公司成本評(píng)價(jià)部202 的信息，計(jì)劃鉛蓄電池運(yùn)用使成本最佳。蓄電池成本評(píng)價(jià)部201評(píng)價(jià)的鉛蓄電池的成本信息，包括蓄電池初期購買費(fèi)用、 保養(yǎng)費(fèi)用、蓄電池更換費(fèi)用等。另外，電力公司成本評(píng)價(jià)部202評(píng)價(jià)的電力公司成本中，包 括(可能根據(jù)電力的質(zhì)量的不同而不同)風(fēng)力發(fā)電購買成本(收益)、托運(yùn)費(fèi)用、違反連接 要件時(shí)的虧損等。如上所述，只要計(jì)劃運(yùn)用方法使與鉛蓄電池相關(guān)的成本和與電力公司相 關(guān)的成本(收益)最大化即可。通過上述方法，可以實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例2。如上所述，根據(jù)實(shí)施例2可以進(jìn)行系統(tǒng)控制，通過該系統(tǒng)控制，即使在將來由于風(fēng) 力發(fā)電產(chǎn)生的電力的質(zhì)量、或者是否以如預(yù)告的量發(fā)電等而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電電力的購買價(jià)格 高低變化的情況下等，也可以包含上述價(jià)格差獲得最佳收益。符號(hào)說明
101風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)
102蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部
103蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部
104蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部
105蓄電池運(yùn)用指示部
106半導(dǎo)體芯片
201蓄電池成本評(píng)價(jià)部
202電力公司虧損評(píng)價(jià)部
203最佳成本蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部
1權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)設(shè)置有具有蓄電池的風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)；收集所述風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池?cái)?shù)據(jù)的蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部；基于利用所述蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部收集的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)蓄電池的運(yùn)用和 壽命及劣化的關(guān)系的蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部；基于利用所述蓄電池運(yùn)用_劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部得到的信息，計(jì)劃蓄電池運(yùn)用方法使其滿 足所需壽命要件的蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部；和按照所述蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部的計(jì)劃，指示所述風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池的運(yùn) 用的蓄電池運(yùn)用指示部。
2.一種風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)設(shè)置有具有蓄電池的風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)；收集所述風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池?cái)?shù)據(jù)的蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部；基于利用所述蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部收集的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)蓄電池的運(yùn)用和 壽命及劣化的關(guān)系的蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部；評(píng)價(jià)關(guān)于所述蓄電池成本的信息的蓄電池成本評(píng)價(jià)部；對(duì)成本進(jìn)行評(píng)價(jià)的電力公司虧損評(píng)價(jià)部，所述成本包括向電力公司支付的系統(tǒng)連接虧 損和由風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的收益；基于利用所述蓄電池運(yùn)用_劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部得到的信息及蓄電池成本信息及電力公 司成本信息，計(jì)劃最佳的蓄電池的運(yùn)用方法的蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部；和按照所述蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部的計(jì)劃，指示所述風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池的運(yùn) 用的蓄電池運(yùn)用指示部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池運(yùn) 用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部、所述蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部和所述蓄電池運(yùn)用指示部由在計(jì)算機(jī)上工作 的軟件程序構(gòu)成，蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部，采用田口方法(動(dòng)態(tài)特性)評(píng)價(jià)處理在所 述風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)中由所述蓄電池運(yùn)用 蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部收集的蓄電池的運(yùn) 用·劣化數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池運(yùn) 用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部收集的蓄電池運(yùn)用數(shù)據(jù)，包括均等充電間隔、均等充電電壓、均 等充電量、SOC使用范圍、充放電循環(huán)(周期)、充放電的模式、充電和放電的時(shí)間間隔、充放 電電流、溫度、充電效率中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池運(yùn) 用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部收集的蓄電池劣化數(shù)據(jù)，包括電池容量下降、正極格柵腐蝕、負(fù) 極硫酸鹽化作用、電解液層化、電解液量中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)，其特征在于，將蓄電池壽命和 劣化部位的極限值與蓄電池的額定值相比，蓄電池容量下降為負(fù)30%以下、正極格柵腐蝕量為40重量％以下、負(fù)極硫酸鹽化作用中的硫酸鉛量在15 %以下、電解液層化中的電解液 比重差為0.1以下時(shí)，顯示警告。
7.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池使用 鉛蓄電池。
8.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池運(yùn) 用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部由設(shè)置在蓄電池中的半導(dǎo)體芯片構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)，其特征在于，具有所述蓄電 池的風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)和收集所述風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池?cái)?shù)據(jù)的蓄電池運(yùn) 用 蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部被設(shè)置在發(fā)電地，所述蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部、所述蓄電 池運(yùn)用計(jì)劃部和所述蓄電池運(yùn)用指示部被設(shè)置在通過網(wǎng)絡(luò)與發(fā)電地連接的遠(yuǎn)程控制地點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池運(yùn) 用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部、所述蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部和所述蓄電池運(yùn)用指示部，由在計(jì)算機(jī)上工 作的軟件程序構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池運(yùn) 用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部、所述蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部和所述蓄電池運(yùn)用指示部，輸出針對(duì)指定條 件的預(yù)測壽命和最佳條件下的預(yù)測壽命。
12.—種風(fēng)力發(fā)電用控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)設(shè)置有風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)；收集所述風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)數(shù)據(jù)的蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部；基于利用所述蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部收集的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)蓄電池的運(yùn)用和 壽命及劣化的關(guān)系的蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部；使用利用所述蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部得到的信息，計(jì)劃蓄電池的運(yùn)用方法使其 滿足所需壽命要件的蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部；和按照所述蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部的計(jì)劃，對(duì)所述風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)指示蓄電池運(yùn)用的 蓄電池運(yùn)用指示部，所述風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)的控制方法，在評(píng)價(jià)蓄電池的運(yùn)用和劣化的關(guān)系、計(jì) 劃蓄電池的運(yùn)用使其滿足所需壽命要件時(shí)，使用田口方法(動(dòng)態(tài)特性)求出蓄電池的運(yùn)用 條件對(duì)蓄電池壽命及劣化部位的影響程度，進(jìn)行運(yùn)用條件與蓄電池壽命及劣化部位的關(guān)系 評(píng)價(jià)。
13.一種風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)設(shè)置有具有蓄電池的風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)；收集所述風(fēng)力發(fā)電 蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池?cái)?shù)據(jù)的蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部；基于利用所述蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部收集的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)蓄電池的運(yùn)用與 壽命及劣化的關(guān)系的蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部；評(píng)價(jià)關(guān)于所述蓄電池成本的信息的蓄電池成本評(píng)價(jià)部；對(duì)成本進(jìn)行評(píng)價(jià)的電力公司成本評(píng)價(jià)部，所述成本包括向電力公司支付的系統(tǒng)連接虧損和由風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的收益；基于利用所述蓄電池運(yùn)用_劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部得到的信息及蓄電池成本信息及電力公 司成本信息，計(jì)劃成本最佳的蓄電池的運(yùn)用方法的蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部；和按照所述蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部的計(jì)劃，指示所述風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池的運(yùn) 用的蓄電池運(yùn)用指示部，所述風(fēng)力發(fā)電用蓄電池控制系統(tǒng)的控制方法，在評(píng)價(jià)蓄電池的運(yùn)用和劣化的關(guān)系、計(jì) 劃蓄電池的運(yùn)用使其滿足所需壽命要件時(shí)，使用田口方法(動(dòng)態(tài)特性)求出蓄電池的運(yùn)用 條件對(duì)蓄電池壽命及劣化部位的影響程度，進(jìn)行運(yùn)用條件與蓄電池壽命及劣化部位的關(guān)系 評(píng)價(jià)。
全文摘要
本發(fā)明構(gòu)筑一種控制系統(tǒng)，即，基于目前已知的在發(fā)電地的溫度條件和風(fēng)的條件下能使蓄電池壽命最長化的SOC及其他運(yùn)用條件，構(gòu)筑一種能夠一邊確立將蓄電池壽命最長化的控制方法、一邊反饋到實(shí)際的風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)。所述控制系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)；收集風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)數(shù)據(jù)的蓄電池運(yùn)用·蓄電池劣化數(shù)據(jù)收集部；基于收集的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)蓄電池的運(yùn)用和劣化的關(guān)系的蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部；使用利用蓄電池運(yùn)用-劣化關(guān)系評(píng)價(jià)部得到的信息，計(jì)劃蓄電池的運(yùn)用方法使其滿足所需壽命要件的蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部；和按照蓄電池運(yùn)用計(jì)劃部的計(jì)劃，對(duì)風(fēng)力發(fā)電·蓄電池系統(tǒng)指示蓄電池的運(yùn)用的蓄電池運(yùn)用指示部。
文檔編號(hào)F03D9/02GK102124219SQ20108000237
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
發(fā)明者古川俊行, 安部圭子, 小林康弘, 廣瀨義和, 渡邊雅浩, 高林久顯 申請(qǐng)人:新神戶電機(jī)株式會(huì)社