電源控制系統(tǒng)、控制裝置以及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及適合于對在商用電源系統(tǒng)停電時投入的外部電源裝置連接設(shè)置在住宅、設(shè)施中的多種類的電源的情況的電源控制系統(tǒng)、控制裝置以及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，在商用電源系統(tǒng)停電了的情況下投入應(yīng)急用的電源裝置。例如，在各個住宅、集合式住宅、醫(yī)院和其它設(shè)施中預(yù)先設(shè)置應(yīng)急用的電源裝置，在系統(tǒng)停電時，通過投入該應(yīng)急用的電源裝置，能夠進行對住宅、設(shè)施的電力供給。應(yīng)急用的電源裝置在停電時以外與住宅、設(shè)施的負荷是分開的，所以被稱為外部電源裝置。
[0003]作為外部電源裝置，以往使用引擎發(fā)電機，但是最近由于電池性能的提高、與發(fā)電機相比較容易保養(yǎng)這樣的理由，所以關(guān)注大容量的蓄電池。使用了蓄電池的外部電源裝置從商用電源系統(tǒng)直接被充電，并在商用電源系統(tǒng)停電時放電，從而代替商用電源系統(tǒng)而向住宅、設(shè)施供給電力。因此，使用了蓄電池的外部電源裝置具有與商用電源系統(tǒng)的聯(lián)合運轉(zhuǎn)功能和用于獨自供給電力的獨立運轉(zhuǎn)功能。
[0004]最近，在住宅、設(shè)施中設(shè)置太陽能發(fā)電裝置、風(fēng)力發(fā)電裝置、燃料電池等自家發(fā)電裝置的情況也變多，在這些自家發(fā)電裝置中也采用用于蓄存剩余電力的蓄電池。與上述那樣的在停電時投入的外部電源裝置不同，這些自家發(fā)電裝置以發(fā)電了的電力為主而在被設(shè)置的住宅、設(shè)施內(nèi)使用，所以被稱為內(nèi)部電源裝置B。在商用電源系統(tǒng)停電時，也將來自這些內(nèi)部電源裝置B的電力供給到住宅、設(shè)施，提出了如在專利文獻I至專利文獻3中示出的現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2010-041783號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2005-318665號公報
[0009]專利文獻3:日本特開平11-069661號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011]外部電源裝置估計商用電源系統(tǒng)停電時的使用，所以在其蓄電容量上也有限制，不能供給用于使與其連接的住宅、設(shè)施內(nèi)的所有負荷動作的足夠的電力。因此，可以考慮在停電時將在各家庭、設(shè)施中使用的內(nèi)部電源裝置B與外部電源裝置聯(lián)合運轉(zhuǎn)，從而能夠進行需要的電力供給。
[0012]然而，內(nèi)部電源裝置B中包含如太陽能發(fā)電裝置、風(fēng)力發(fā)電裝置那樣、由于天氣等原因而輸出容量變動的電源。如果對外部電源裝置連接太陽能發(fā)電裝置等輸出變動的裝置，則在太陽能發(fā)電裝置等的輸出變動時交流輸出電壓變動，在變動大的情況下有時外部電源裝置停止。該現(xiàn)象在與外部電源裝置的輸出相比、輸出容量變動的內(nèi)部電源裝置B的容量占比較大的比例的情況下變得特別顯著。其結(jié)果，有時在外部電源裝置和與其連接的各種自家發(fā)電裝置之間不能同步運轉(zhuǎn)。
[0013]本發(fā)明的實施方式的目的在于提供一種電源控制系統(tǒng)、控制裝置以及控制方法，能夠在將具備了如太陽能發(fā)電裝置那樣的輸出容量變動的電源以及蓄電池等輸出變動少的電源的內(nèi)部電源裝置B連接到在商用電源系統(tǒng)停電時投入的外部電源裝置的情況下，確切地進行外部電源裝置和內(nèi)部電源裝置B的同步運轉(zhuǎn)。
[0014]解決問題的方案
[0015]本發(fā)明的實施方式的電源控制系統(tǒng)、控制裝置以及控制方法的特征在于，對在商用電源系統(tǒng)停電時投入的外部電源裝置，首先連接蓄電池等輸出容量可以調(diào)整的電源而動作，然后連接輸出變動小的燃料電池等電源而動作，最后連接太陽能發(fā)電裝置等輸出變動大的電源而動作。
[0016]即本發(fā)明的實施方式具有如下結(jié)構(gòu)。(I)具備:在商用電源系統(tǒng)停電時動作的外部電源裝置；在停電和復(fù)電時切換商用電源系統(tǒng)和外部電源裝置的開關(guān)；具備多個內(nèi)部電源的內(nèi)部電源裝置；連接到這些電源的負荷；以及控制這些電源的運轉(zhuǎn)停止的控制裝置。
(2)所述內(nèi)部電源裝置具備輸出容量穩(wěn)定了的電源、以及與其相比輸出容量的變動大的其它電源，各內(nèi)部電源具備對商用電源系統(tǒng)和外部電源裝置的追蹤功能，通過該追蹤功能，各內(nèi)部電源和商用電源系統(tǒng)與外部電源裝置進行聯(lián)合運轉(zhuǎn)。(3)在商用電源系統(tǒng)停電時，所述控制裝置將所述開關(guān)從商用電源系統(tǒng)切換到外部電源裝置，將來自外部電源裝置的電力供給到所述負荷。(4)所述控制裝置在外部電源裝置的切換后，使輸出容量穩(wěn)定了的電源與外部電源裝置聯(lián)合運轉(zhuǎn)后，使與其相比輸出容量的變動大的其它電源與外部電源裝置聯(lián)合運轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1是示出本發(fā)明的實施方式的框圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的實施方式中的外部電源裝置的框圖；
[0019]圖3是本發(fā)明的實施方式中的內(nèi)部電源裝置的蓄電池的框圖；
[0020]圖4是本發(fā)明的實施方式中的控制裝置的框圖；
[0021]圖5是說明本發(fā)明的實施方式的動作的流程圖；
[0022]圖6是示出本發(fā)明的其它實施方式的框圖；
[0023]圖7是示出本發(fā)明的另外其它實施方式的框圖。
[0024]符號說明
[0025]A:商用電源系統(tǒng)；B:內(nèi)部電源裝置；1:外部電源裝置；11:蓄電池；12:逆變器部；13:獨立運轉(zhuǎn)控制部；14:聯(lián)合運轉(zhuǎn)控制部；15:通信部；2:蓄電池；21:電池部；22:通信部;23:控制部；24:逆變器部；3:燃料電池；4:太陽能發(fā)電裝置；5:負荷;6:控制裝置；61:電源監(jiān)視部；62?64:通信部；65:控制部；66:顯示部；67:操作部；7:雙投開關(guān)；71:開關(guān);7a、7b:接點;S2?S4:運轉(zhuǎn)停止裝置。
【具體實施方式】
[0026](I)第I實施方式
[0027](1-1)結(jié)構(gòu)
[0028]如圖1所示，本實施方式的電源控制裝置具有商用電源系統(tǒng)A、外部電源裝置1、內(nèi)部電源裝置B以及控制它們的切換運轉(zhuǎn)的控制裝置6。內(nèi)部電源裝置B例如包括蓄電池2、燃料電池3以及太陽能發(fā)電裝置4。
[0029]這些內(nèi)部電源裝置B經(jīng)由電源線連接到設(shè)置在住宅、設(shè)施中的負荷5。負荷5是在設(shè)置了自家發(fā)電裝置的家庭、設(shè)施中設(shè)置的空調(diào)等家電產(chǎn)品、馬達等動力等一般的負荷。商用電源系統(tǒng)A和外部電源裝置I經(jīng)由雙投開關(guān)7和電源線連接到負荷5。
[0030]雙投開關(guān)7通過控制裝置6的指令或人工操作來被切換，并且是用于將商用電源系統(tǒng)A和外部電源裝置I選擇性地連接到內(nèi)部電源裝置B和負荷5的開關(guān)。雙投開關(guān)7在商用電源系統(tǒng)A沒有停電的狀態(tài)下將商用電源系統(tǒng)A連接到內(nèi)部電源裝置B和負荷5，在商用電源系統(tǒng)A停電時將外部電源裝置I連接到內(nèi)部電源裝置B和負荷5。
[0031]如圖2所示，外部電源裝置I具備蓄電池11、逆變器12、獨立運轉(zhuǎn)控制部13、聯(lián)合運轉(zhuǎn)控制部14以及通信部15。蓄電池11的輸出和容量沒有能夠提供與其連接的住宅、設(shè)施的所有電力那樣大，通過與各個住宅或設(shè)施中設(shè)置的內(nèi)部電源裝置B—起使用來對設(shè)置在住宅、設(shè)施中的負荷5供給需要的電力。
[0032]獨立運轉(zhuǎn)控制部13在商用電源系統(tǒng)A停電時進行動作，輸出50Hz等標(biāo)準頻率，并實現(xiàn)使逆變器12與商用電源系統(tǒng)A無關(guān)地動作的獨立運轉(zhuǎn)功能。聯(lián)合運轉(zhuǎn)控制部14使設(shè)置在外部電源裝置I中的逆變器12與商用電源系統(tǒng)A聯(lián)合地動作。通信部15發(fā)送接收針對獨立運轉(zhuǎn)控制部13、聯(lián)合運轉(zhuǎn)控制部14的運轉(zhuǎn)指令等。
[0033]在本實施方式中，外部電源裝置I如蓄電池那樣與商用電源系統(tǒng)A始終同步地動作，但是也可以如引擎發(fā)電機那樣僅在停電時運轉(zhuǎn)。另外，外部電源裝置I也可以在商用電源系統(tǒng)非停電時對內(nèi)部電源裝置B進行充放電，從而具有將內(nèi)部電源裝置B的負荷平均化的峰值削減/峰值偏移功能。
[0034]如圖3所示，內(nèi)部電源裝置B的蓄電池2具備電池部21、通信部22、控制部23以及逆變器部24。電池部21抑制太陽能發(fā)電裝置4的太陽能變動、負荷5的變動，具有不向外部電源裝置I傳遞變動的程度的容量和輸出。蓄電池2能夠經(jīng)由通信部22根據(jù)來自控制裝置6的控制指令被進行動作和停止的控制?？刂撇?3抑制逆變器部24的動作和停止，并且具有取得和外部交流電源的交流輸出、即商用電源系統(tǒng)A與其停電時的外部電源裝置I的交流輸出的同步的追蹤功能。<