蓄電池系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及與電力系統(tǒng)相連接的蓄電池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)通過(guò)輸配電設(shè)備將發(fā)電設(shè)備與負(fù)載設(shè)備相連接而被構(gòu)筑。電力系統(tǒng)的規(guī)模各式各樣，有將多個(gè)大規(guī)模發(fā)電站與多個(gè)工廠或商業(yè)設(shè)施及住宅相連接的大規(guī)模的系統(tǒng)，也有在特定設(shè)施內(nèi)構(gòu)建的小規(guī)模的系統(tǒng)。無(wú)論何種規(guī)模的電力系統(tǒng)，都具備對(duì)電力系統(tǒng)整體的供電與耗電進(jìn)行管理的能源管理系統(tǒng)(EMS)，利用EMS來(lái)使發(fā)電設(shè)備的供電與負(fù)載設(shè)備的耗電平衡。
[0003]蓄電池系統(tǒng)與如上所述的電力系統(tǒng)相連接，被用作為用于使供電與耗電平衡的一種手段。以往，難以實(shí)現(xiàn)大量電力的儲(chǔ)存，但通過(guò)對(duì)如鋰離子電池、鈉硫電池那樣的大容量蓄電池進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用，能實(shí)現(xiàn)大量電力的儲(chǔ)存。將具備像這樣的蓄電池的蓄電池系統(tǒng)與電力系統(tǒng)相連接，從而能實(shí)現(xiàn)如下的運(yùn)用:即，在供電相對(duì)于電力需求變得過(guò)大時(shí)，將過(guò)剩的電力充電至蓄電池，在供電相對(duì)于電力需求變得不足時(shí)，利用來(lái)自蓄電池的放電來(lái)填補(bǔ)電力的不足。
[0004]作為像這樣的蓄電池系統(tǒng)的適宜用途的一個(gè)示例，將其與利用眼光、風(fēng)力等自然能的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行組合。利用自然能的發(fā)電設(shè)備正隨著目前對(duì)能源問(wèn)題或環(huán)境問(wèn)題的意識(shí)的提高而得以廣泛應(yīng)用。然而，利用自然能的發(fā)電設(shè)備存在以下缺點(diǎn):即，發(fā)電電力容易受到季節(jié)、天氣等自然因素的左右從而無(wú)法穩(wěn)定地進(jìn)行供電。蓄電池系統(tǒng)是能彌補(bǔ)該缺點(diǎn)的系統(tǒng)，通過(guò)將蓄電池系統(tǒng)與利用自然能的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行組合，能穩(wěn)定地進(jìn)行供電。
[0005]在將蓄電池系統(tǒng)與電力系統(tǒng)相連接的情況下，利用上述的EMS來(lái)對(duì)蓄電池系統(tǒng)的工作進(jìn)行管理。蓄電池系統(tǒng)包括與蓄電池相連接的交直流轉(zhuǎn)換裝置(PCS) WCS具有將電力系統(tǒng)的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力并對(duì)蓄電池進(jìn)行充電的功能、以及將蓄電池的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力并向電力系統(tǒng)進(jìn)行放電的功能。從EMS向PCS提供充放電請(qǐng)求，PCS根據(jù)充放電請(qǐng)求來(lái)工作，從而實(shí)現(xiàn)從電力系統(tǒng)向蓄電池的充電、或從蓄電池向電力系統(tǒng)的放電。
[0006]此外，申請(qǐng)人識(shí)別出以下所記載的文獻(xiàn)作為與本發(fā)明有關(guān)的文獻(xiàn)。在專利文獻(xiàn)I的圖9中，記載有與電力系統(tǒng)相連接的蓄電池系統(tǒng)的一個(gè)示例。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I:日本專利特開(kāi)2013-27210號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開(kāi)2012-75243號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008]然而，決定從EMS提供給PCS的充放電請(qǐng)求，使得在整個(gè)電力系統(tǒng)中使供電與耗電平衡，但對(duì)于蓄電池并不一定恰當(dāng)。由于執(zhí)行EMS的運(yùn)算量龐大，因此，EMS難以逐一掌握作為請(qǐng)求的接受者的蓄電池的狀態(tài)而進(jìn)行與之相對(duì)應(yīng)的細(xì)致的控制。特別是在蓄電池系統(tǒng)的容量較大的情況下，蓄電池由極多的蓄電池單格構(gòu)成，作為具體例，由幾百個(gè)至幾萬(wàn)個(gè)蓄電池單格構(gòu)成，因此，極難逐一掌握這些電池的全部的狀態(tài)。因此，若EMS對(duì)各個(gè)蓄電池進(jìn)行管理，則對(duì)于通常處于變化中的蓄電池的狀態(tài)，由EMS所進(jìn)行的蓄電池系統(tǒng)的控制必須具有較長(zhǎng)的周期。其結(jié)果是，EMS所提供的充放電請(qǐng)求不是與蓄電池的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的恰當(dāng)?shù)恼?qǐng)求，根據(jù)充放電請(qǐng)求與蓄電池的狀態(tài)之間的關(guān)系，不僅有時(shí)無(wú)法充分將蓄電池運(yùn)用自如，而且還有可能強(qiáng)迫蓄電池進(jìn)行對(duì)性能、壽命造成影響的過(guò)度的運(yùn)行。
[0009]鑒于上述情況，在配置有蓄電池系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)不依賴于來(lái)自EMS的充放電請(qǐng)求而直接對(duì)PCS進(jìn)行操作的情況下，需要一邊確認(rèn)蓄電池的狀態(tài)一邊進(jìn)行充放電操作，但在根據(jù)蓄電池的狀態(tài)變化(電壓變化、溫度變化)來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鲿r(shí)，要求操作員具有較高的熟練度，容易發(fā)生人為錯(cuò)誤。
[0010]本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而完成，其目的在于提供一種現(xiàn)場(chǎng)的操作員能沒(méi)有人為錯(cuò)誤地進(jìn)行充放電操作的蓄電池系統(tǒng)。
解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0011]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下。
[0012]本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)具有以下結(jié)構(gòu):與電力系統(tǒng)相連接，基于來(lái)自能源管理系統(tǒng)的充放電請(qǐng)求來(lái)工作，所述能源管理系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的供電與耗電進(jìn)行管理。對(duì)于本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)所連接的電力系統(tǒng)的規(guī)模、結(jié)構(gòu)沒(méi)有特別限定。
[0013]本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)包括蓄電池、蓄電池監(jiān)視裝置、交直流轉(zhuǎn)換裝置、控制裝置以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視操作裝置。蓄電池可以由單一的蓄電池單格構(gòu)成，也可以構(gòu)成為多個(gè)蓄電池單格的集合體。作為蓄電池的種類，優(yōu)選為鋰離子電池、鈉硫電池、鎳氫電池等大容量的蓄電池。
[0014]蓄電池監(jiān)視裝置是對(duì)蓄電池的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視的裝置。作為蓄電池監(jiān)視裝置的監(jiān)視項(xiàng)目，例如能舉出電流、電壓、溫度等狀態(tài)量。就電壓而言，在蓄電池由多個(gè)蓄電池單格構(gòu)成的情況下，優(yōu)選為對(duì)每個(gè)蓄電池單格的電壓進(jìn)行監(jiān)視。蓄電池監(jiān)視裝置利用傳感器始終或以規(guī)定的周期對(duì)作為監(jiān)視項(xiàng)目的狀態(tài)量進(jìn)行測(cè)量，將所獲得的數(shù)據(jù)的一部分或全部作為蓄電池信息輸出至外部。
[0015]交直流轉(zhuǎn)換裝置是將蓄電池與電力系統(tǒng)相連接的裝置，具有將電力系統(tǒng)的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力并對(duì)蓄電池進(jìn)行充電的功能、以及將蓄電池的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力并向電力系統(tǒng)進(jìn)行放電的功能。交直流轉(zhuǎn)換裝置也被稱為功率調(diào)節(jié)器，利用交直流轉(zhuǎn)換裝置來(lái)對(duì)充向蓄電池的充電電力量、以及從蓄電池放出的放電電力量進(jìn)行調(diào)整。
[0016]控制裝置是介于能源管理系統(tǒng)與交直流轉(zhuǎn)換裝置之間的裝置。該控制裝置接收從能源管理系統(tǒng)提供給蓄電池系統(tǒng)的充放電請(qǐng)求?？刂蒲b置具有如下結(jié)構(gòu):除了充放電請(qǐng)求外還接收從蓄電池監(jiān)視裝置提供的蓄電池信息，基于充放電請(qǐng)求和蓄電池信息來(lái)對(duì)交直流轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行控制。
[0017]現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視控制裝置直接與控制裝置相連接?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視控制裝置具有顯示部和操作部。顯示部具有顯示控制裝置從蓄電池監(jiān)視裝置接收到的蓄電池信息的將誒構(gòu)。在蓄電池是由多個(gè)蓄電池單格串聯(lián)配置而成的蓄電池模塊的情況下，顯示部具有基于蓄電池信息來(lái)顯示蓄電池模塊的各蓄電池單格的電壓狀態(tài)、以及蓄電池模塊的溫度狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。
[0018]操作部具有能對(duì)交直流轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行輸入現(xiàn)場(chǎng)充放電請(qǐng)求的操作的結(jié)構(gòu)。現(xiàn)場(chǎng)充放電請(qǐng)求是在配置有蓄電池系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)由操作員來(lái)進(jìn)行設(shè)定的充放電請(qǐng)求。操作員能利用操作部來(lái)對(duì)與來(lái)自能源管理系統(tǒng)的充放電請(qǐng)求相同的參數(shù)輸入現(xiàn)場(chǎng)充放電請(qǐng)求的設(shè)定值。
[0019]控制裝置包括現(xiàn)場(chǎng)請(qǐng)求調(diào)整部?，F(xiàn)場(chǎng)請(qǐng)求調(diào)整部具有以下結(jié)構(gòu):接收現(xiàn)場(chǎng)充放電請(qǐng)求和蓄電池信息，基于現(xiàn)場(chǎng)充放電請(qǐng)求和所述蓄電池信息來(lái)決定對(duì)交直流轉(zhuǎn)換裝置的充放電指示。優(yōu)選為現(xiàn)場(chǎng)請(qǐng)求調(diào)整部具有以下結(jié)構(gòu):基于蓄電池信息來(lái)計(jì)算充放電可能電力，將充放電可能電力作為制約條件，基于現(xiàn)場(chǎng)充放電請(qǐng)求來(lái)決定對(duì)交直流轉(zhuǎn)換裝置的充放電指令。充放電可能電力能根據(jù)蓄電池的電壓來(lái)計(jì)算。蓄電池的電壓包含于從蓄電池監(jiān)視裝置提供的蓄電池信息。在充放電可能電力的計(jì)算中，當(dāng)然也能參照電壓以外的信息。
[0020]在本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)的另一優(yōu)選方式中，控制裝置還包括聯(lián)鎖處理部。聯(lián)鎖處理部具有以下結(jié)構(gòu):在檢測(cè)到蓄電池系統(tǒng)的異常的情況下，根據(jù)所檢測(cè)到的異常的內(nèi)容來(lái)實(shí)施聯(lián)鎖處理。蓄電池系統(tǒng)的異常例如能根據(jù)由蓄電池監(jiān)視裝置所提供的蓄電池信息來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。在蓄電池系統(tǒng)的異常的檢測(cè)中，當(dāng)然也能參照蓄電池信息以外的信息、例如來(lái)自交直流轉(zhuǎn)換裝置的信息。
發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)，操作員能在配置有蓄電池系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)蓄電池的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視并進(jìn)行充放電操作。另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)，由于基于蓄電池信息和現(xiàn)場(chǎng)充放電請(qǐng)求來(lái)決定對(duì)交直流轉(zhuǎn)換裝置的充放電指示，因此，能避免人為錯(cuò)誤。因此，根據(jù)本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)的操作員能沒(méi)有人為錯(cuò)誤地進(jìn)行充放電操作。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的概念結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的系統(tǒng)的框圖。
圖3是利用顯示部來(lái)顯示的畫(huà)面的一個(gè)示例，是顯示蓄電池模塊的狀態(tài)的監(jiān)視畫(huà)面的示意圖。
圖4是現(xiàn)場(chǎng)的操作員所操作的操作畫(huà)面的示意圖。
圖5是蓄電池系統(tǒng)所執(zhí)行的控制程序的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外，在各圖中，對(duì)共用要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，并省略重復(fù)說(shuō)明。
[0024]實(shí)施方式1.[實(shí)施方式I的整體結(jié)構(gòu)]
圖1是用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的概念結(jié)構(gòu)圖。圖1所示的蓄電池系統(tǒng)10與電力系統(tǒng)的輸電設(shè)備20相連接。在電力系統(tǒng)中，除了輸電設(shè)備20以外，還包含與輸電設(shè)備20相連接的發(fā)電設(shè)備(省略圖不)、與輸電設(shè)備20相連接的負(fù)載設(shè)備(省略圖示)。蓄電池系統(tǒng)10利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)40與遠(yuǎn)方的能源管理系統(tǒng)(以下稱為EMS)30相連接。EMS30對(duì)發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量、蓄電池系統(tǒng)10的充放電量、負(fù)載設(shè)備的受電量等電力系統(tǒng)的供電與耗電進(jìn)行管理。
[0025]蓄電池系統(tǒng)10包括交直流轉(zhuǎn)換裝置(以下稱為PCS)100、前電池控