特許 5887260 蓄電池の残量管理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5887260

(24)【登録日】2016年2月19日

(45)【発行日】2016年3月16日

(54)【発明の名称】蓄電池の残量管理装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20160101AFI20160303BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20160303BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20160303BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20160303BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20160303BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/02 J

   H02J3/32

   H02J7/00 L

   H01M10/42 P

   H01M10/44 P

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-279818(P2012-279818)

(22)【出願日】2012年12月21日

(65)【公開番号】特開2014-124063(P2014-124063A)

(43)【公開日】2014年7月3日

【審査請求日】2015年1月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100095441

【弁理士】

【氏名又は名称】白根 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100119976

【弁理士】

【氏名又は名称】幸長 保次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100172580

【弁理士】

【氏名又は名称】赤穂 隆雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(74)【代理人】

【識別番号】100134290

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 将訓

(72)【発明者】

【氏名】鶴丸 大介

【審査官】 岩田 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２３３２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９０８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０９８４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／４２−１０／４８

Ｈ０２Ｊ ３／００− ７／１２

７／３４− ７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流負荷が接続される電力系統に、複数の交直変換装置がそれぞれ接続され、前記各交直変換装置にそれぞれ蓄電池が接続され、前記各蓄電池は最小単位の蓄電池セルが複数個直列に接続された蓄電池モジュールが複数組並列に接続されたものであり、前記各蓄電池の直流電力を前記各交直変換装置により交流電力に変換して前記交流負荷に供給するものにおいて、
前記各蓄電池の蓄電池モジュールの並列数と、現在の前記各蓄電池の残量を検出する検出手段と、
全ての前記蓄電池の残量から平均値を求め、これと前記蓄電池の残量それぞれとの減算により、前記蓄電池の残量補正用の充電可能列数をそれぞれ求める第１の演算手段と、
前記交直変換装置の最大充電電力のそれぞれを、前記第１の演算手段で求めた前記交直変換装置に対応する前記蓄電池の残量補正用の充電可能列数でそれぞれ除算することにより、前記各交直変換装置の１並列当たりの最大充電電力を求める第２の演算手段と、
前記第２の演算手段で求めた前記交直変換装置の１並列当たりの最大充電電力のうちの最小値に、前記第１の演算手段で求めた前記各蓄電池の残量補正用の充電可能列数の合計を掛け算してシステム最大充電電力を求める第３の演算手段と、
充電指示装置からの充電要求がある場合、前記第３の演算手段で求めたシステム最大充電電力以下であるかどうかを判断し、これを満足する場合には前記充電指示装置からの充電要求値に、前記第１の演算手段で求めた前記蓄電池の残量補正用の充電可能列数をそれぞれ掛け算し、この掛け算結果を前記第１の演算手段で求めた前記各畜電池の残量補正用の充電可能列数の合計でそれぞれ除算することにより、それぞれの前記交直変換装置に求められる前記交直変換装置の充電指令値を、前記各交直変換装置に与える第４の演算手段と、
を備え、これにより前記各蓄電池の残量が同じ値になるように管理することを特徴とする蓄電池の残量管理装置。

【請求項2】

交流負荷が接続される電力系統に、複数の交直変換装置がそれぞれ接続され、前記各交直変換装置にそれぞれ蓄電池が接続され、前記各蓄電池は最小単位の蓄電池セルが複数個直列に接続された蓄電池モジュールが複数組並列に接続されたものであり、前記各蓄電池の直流電力を前記各交直変換装置により交流電力に変換して前記交流負荷に供給するものにおいて、
前記各蓄電池の蓄電池モジュールの並列数と、現在の前記各蓄電池の残量を検出する検出手段と、
全ての前記蓄電池の残量から平均値を求め、これと前記蓄電池の残量それぞれとの加算により、前記蓄電池の残量補正用の放電可能列数をそれぞれ求める第５の演算手段と、
前記交直変換装置の最大放電電力のそれぞれを、前記第５の演算手段で求めた前記交直変換装置に対応する前記蓄電池の残量補正用の放電可能列数でそれぞれ除算することにより、前記各交直変換装置の１並列当たりの最大放電電力を求める第６の演算手段と、
前記第６の演算手段で求めた前記交直変換装置の１並列当たりの最大放電電力のうちの最小値に、前記第５の演算手段で求めた前記各蓄電池の残量補正用の放電可能列数の合計を掛け算してシステム最大放電電力を求める第７の演算手段と、
放電指示装置からの放電要求がある場合、前記第７の演算手段で求めたシステム最大放電電力以下であるかどうかを判断し、これを満足する場合には前記放電指示装置からの放電要求値に、前記第５の演算手段で求めた前記蓄電池の残量補正用の放電可能列数をそれぞれ掛け算し、この掛け算結果を前記第５の演算手段で求めた前記各畜電池の残量補正用の放電可能列数の合計でそれぞれ除算することにより、それぞれの前記交直変換装置に求められる前記交直変換装置の放電指令値を、前記各交直変換装置に与える第８の演算手段と、
を備え、これにより前記各蓄電池の残量が同じ値になるように管理することを特徴とする蓄電池の残量管理装置。

【請求項3】

交流負荷が接続される電力系統に、複数の交直変換装置がそれぞれ接続され、前記各交直変換装置にそれぞれ蓄電池が接続され、前記各蓄電池は最小単位の蓄電池セルが複数個直列に接続された蓄電池モジュールが複数組並列に接続されたものであり、前記各蓄電池の直流電力を前記各交直変換装置により交流電力に変換して前記交流負荷に供給するものにおいて、
前記各蓄電池の蓄電池モジュールの並列数と、現在の前記各蓄電池の残量を検出する検出手段と、
全ての前記蓄電池の残量から平均値を求め、前記平均値と前記蓄電池の残量それぞれとの減算により、前記交直変換装置に対応する前記蓄電池の残量補正用の充電可能列数をそれぞれ求めると共に、前記平均値と前記蓄電池の残量それぞれとの加算により、前記交直変換装置に対応する前記蓄電池の残量補正用の放電可能列数をそれぞれ求める第９の演算手段と、
前記交直変換装置の最大充電電力及び最大放電電力のそれぞれを、前記第９の演算手段で求めた前記充電可能列数及び前記放電可能列数でそれぞれ除算することにより、前記各交直変換装置の１並列当たりの最大充電電力及び最大放電電力を求める第１０の演算手段と、
前記第１０の演算手段で求めた前記交直変換装置の１並列当たりの最大充電電力及び最大放電電力のうちの最小値に、前記第９の演算手段で求めた前記充電可能列数及び前記放電可能列数の合計を掛け算してシステム最大充電電力及びシステム最大放電電力を求める第１１の演算手段と、
充電指示装置からの充電要求がある場合、前記第１１の演算手段で求めたシステム最大充電電力以下であるかどうかを判断し、これを満足する場合には前記充電指示装置からの充電要求値に、前記第９の演算手段で求めた前記充電可能列数をそれぞれ掛け算し、この掛け算結果を前記第９の演算手段で求めた前記充電可能列数の合計でそれぞれ除算することにより、それぞれの前記交直変換装置に求められる前記交直変換装置の充電指令値を、前記各交直変換装置に与えるものであり、放電指示装置からの放電要求がある場合、前記第１１の演算手段で求めたシステム最大放電電力以下であるかどうかを判断し、これを満足する場合には前記放電指示装置からの放電要求値に、前記第９の演算手段で求めた前記放電可能列数をそれぞれ掛け算し、この掛け算結果を前記第９の演算手段で求めた前記放電可能列数の合計でそれぞれ除算することにより、それぞれの前記交直変換装置に求められる前記交直変換装置の放電指令値を、前記各交直変換装置に与える第１２の演算手段と、
を備え、これにより前記各蓄電池の残量が同じ値になるように管理することを特徴とする蓄電池の残量管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、例えば工場の電力系統に対して、交直変換装置(Power Conditioning System:PCS:以下PCSと呼ぶ)と、これに接続された大容量の蓄電池例えばリチウムイオン2次電池を含む電力供給システムが複数個接続されたものにおいて、各蓄電池の残量（ State Of Charge:SOC:以下SOCと呼ぶ）が同じになるように管理する蓄電池の残量管理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来は、工場の電力系統に、前述の電力供給システムを接続して利用することがなく、さらに、複数の電力供給システムを設置して１つのシステムとして管理することもなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−７５２４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電力使用量、太陽電池・風力発電・蓄電池等による電力供給量、電力会社の買電量を監視、コントロールするよう構成された送電網、いわゆるスマートグリッドが提案され実用化しつつある。電力供給源として、大容量のリチウムイオン2次電池が注目されており、工場内の電力系統に接続することで、工場内での電力平準化等を行うなどして、大きなメリットが出る可能性がある。

【0005】

PCSは、直流を交流に変換する装置であり、複数並列の蓄電池を交直変換装置に接続し必要に応じて充放電行うシステムを構築する。PCSには、充放電できる最大電力がある。例えば、必要な最大電力が500[kW]であり、PCSの最大電力が100[kW]であれば、PCSを5台設置する必要がある。

【0006】

また、蓄電池には残量があり、使用頻度による劣化具合が異なるので、複数のPCS、および、電池が設置された場合には、各PCSに接続された電池のSOCを均一に保って運用することが必要になる。なお、電池には、電池毎の特性があり、例えば、500[kW]の電力が必要で各PCSに対して、案分して、100[kW]の出力を指示したとしても、残量にバラツキが生じてしまう。

【0007】

本実施形態は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、充電指令、放電指令、充放電指令のいずれかを受け、その指令に応じた量の充電、放電、充放電を行いながら、各PCSに接続された蓄電池のSOCが同じ値になるように管理する蓄電池の残量管理装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本実施形態の代表例は、交流負荷が接続される電力系統に、複数の交直変換装置がそれぞれ接続され、前記各交直変換装置にそれぞれ蓄電池が接続され、前記各蓄電池は最小単位の蓄電池セルが複数個直列に接続された蓄電池モジュールが複数組並列に接続されたものであり、前記各蓄電池の直流電力を前記各交直変換装置により交流電力に変換して前記交流負荷に供給するものにおいて、前記各蓄電池の蓄電池モジュールの並列数と、現在の前記各蓄電池の残量を検出する検出手段と、全ての前記蓄電池の残量から平均値を求め、前記平均値と前記蓄電池の残量それぞれとの減算により、前記交直変換装置に対応する前記蓄電池の残量補正用の充電可能列数をそれぞれ求めると共に、前記平均値と前記蓄電池の残量それぞれとの加算により、前記交直変換装置に対応する前記蓄電池の残量補正用の放電可能列数をそれぞれ求める第９の演算手段と、前記交直変換装置の最大充電電力及び最大放電電力のそれぞれを、前記第９の演算手段で求めた前記充電可能列数及び前記放電可能列数でそれぞれ除算することにより、前記各交直変換装置の１並列当たりの最大充電電力及び最大放電電力を求める第１０の演算手段と、前記第１０の演算手段で求めた前記交直変換装置の１並列当たりの最大充電電力及び最大放電電力のうちの最小値に、前記第９の演算手段で求めた前記充電可能列数及び前記放電可能列数の合計を掛け算してシステム最大充電電力及びシステム最大放電電力を求める第１１の演算手段と、充電指示装置からの充電要求がある場合、前記第１１の演算手段で求めたシステム最大充電電力以下であるかどうかを判断し、これを満足する場合には前記充電指示装置からの充電要求値に、前記第９の演算手段で求めた前記充電可能列数をそれぞれ掛け算し、この掛け算結果を前記第９の演算手段で求めた前記充電可能列数の合計でそれぞれ除算することにより、それぞれの前記交直変換装置に求められる前記交直変換装置の充電指令値を、前記各交直変換装置に与えるものであり、放電指示装置からの放電要求がある場合、前記第１１の演算手段で求めたシステム最大放電電力以下であるかどうかを判断し、これを満足する場合には前記放電指示装置からの放電要求値に、前記第９の演算手段で求めた前記放電可能列数をそれぞれ掛け算し、この掛け算結果を前記第９の演算手段で求めた前記放電可能列数の合計でそれぞれ除算することにより、それぞれの前記交直変換装置に求められる前記交直変換装置の放電指令値を、前記各交直変換装置に与える第１２の演算手段と、を備え、これにより前記各蓄電池の残量が同じ値になるように管理することを特徴とする蓄電池の残量管理装置である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態の蓄電池の残量管理装置を説明するための概略構成図。

【図2】図１の動作を説明するためのフローチャート。

【図3】本実施形態の蓄電池の残量管理装置における充放電指令値算出の仕方を説明するための図。

【図4】本実施形態の蓄電池の残量管理装置における充放電指令値算出の仕方を説明するための図。

【図5】本実施形態の蓄電池の残量管理装置における充放電指令値算出の仕方を説明するための図。

【図6】本実施形態の蓄電池の残量管理装置における充放電指令値算出の仕方を説明するための図。

【図7】本実施形態の蓄電池の残量管理装置における充放電指令値算出の仕方を説明するための図。

【図8】本実施形態の蓄電池の残量管理装置における充放電指令値算出の仕方を説明するための図。

【図9】本実施形態の蓄電池の残量管理装置における充放電指令値算出の仕方を説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本実施形態の概略構成は、交流負荷が接続される電力系統（図１の１０）に、複数の交直変換装置１がそれぞれ接続され、前記各交直変換装置１にそれぞれ蓄電池２が接続され、前記各蓄電池は最小単位の蓄電池セル２ｓが複数個直列に接続された蓄電池モジュール２ｍが複数組並列に接続されたものであり、前記各蓄電池２の直流電力を前記各交直変換装置１により交流電力に変換して前記交流負荷に供給するものにおいて、前記各蓄電池の蓄電池モジュールの並列数と、現在の前記各蓄電池の残量を検出する検出手段と、前記全ての蓄電池の残量の平均値を求め、これと前記蓄電池のうちの特定の蓄電池残量との減算及び前記蓄電池のうちの特定の蓄電池残量との加算により前記蓄電池モジュールのうちの残量補正用の充電可能列数及び前記蓄電池モジュールのうちの残量補正用の放電可能列数を求める第９の演算手段と、前記交直変換装置の最大電力を、前記第９の演算手段で求めた残量補正用の充電可能列数及び前記第９の演算手段で求めた残量補正用の放電可能列数の合計で除算することにより、前記交直変換装置の最大充電電力を求める第１０の演算手段と、前記第１０の演算手段で求めた前記交直変換装置の最大充電電力のうちの最小値に、前記第９の演算手段で求めた残量補正用の充電可能列数の合計及び前記第９の演算手段で求めた残量補正用の放電可能列数の合計を掛け算してシステム最大充電電力を求める第１１の演算手段と、充電指示装置からの充電要求及び放電指示装置からの放電要求がある場合、前記第１１の演算手段で求めたシステム最大充電電力以下であるかどうかを判断し、これを満足する場合には前記充電指示装置からの充電要求値及び前記放電指示装置からの放電要求値に、前記第９の演算手段で求めた前記蓄電池モジュールのうちの残量補正用の充電可能列数及び前記第９の演算手段で求めた前記蓄電池モジュールのうちの残量補正用の放電可能列数を掛け算し、この掛け算結果を前記第９の演算手段で求めた残量補正用の充電可能列数の合計及び前記第９の演算手段で求めた残量補正用の放電可能列数の合計で除算することにより、求められる前記交直変換装置の充電指令値及び放電指令値を、前記各交直変換装置に与える第１２の演算手段と、を備え、これにより前記各蓄電池の残量が同じ値になるように管理する蓄電池の残量管理装置である。

【0011】

以下、本実施形態の蓄電池の残量管理装置５について具体的に説明するが、始めに図１を参照して概略構成を説明する。本装置５は、後述する蓄電池２からの直流電力を交流電力に変換するPCS１と、蓄電池２の温度、過放電、過充電、SOC等を監視するバッテリーコントロールユニット(BMU)３と、後述する充放電指示装置４からの充放電要求値を受信する充放電量要求値受信部６と、BMU３から蓄電池２のSOC、および、後述する蓄電池を構成する蓄電池モジュール２ｍの並列数を受信する電池SOC/電池並列数受信部７と、前記充放電要求値に対して蓄電池２のSOC、および、蓄電池モジュール２ｍの並列数等の電池状態から各PCS１への充放電量を決定する充放電量演算部８と、充放電量演算部８の演算結果を各PCS１に対して充放電量を指令出力する充放電量出力部９を備えている。

【0012】

充放電指示装置４は、電力使用量、太陽電池・風力発電・蓄電池等による電力供給量、電力会社の買電量を監視、コントロールし、蓄電池２に対して、充放電の指示を出すものである。蓄電池２は、蓄電池２の最小単位である電池セル２ｓを複数直列に接続した蓄電池モジュール２ｍを複数個、ケース２ｃ内に収納し、各蓄電池モジュール２ｍにヒューズ２ｆを介して並列接続したものであり、このような構成の蓄電池２を複数個備えて電力供給システムを構成する。BMU３は、複数電池モジュール２ｍからの温度、過放電、過充電、残量等の情報を集約し、外部に対して電池システムの情報を送信する装置である。

【0013】

以上述べた蓄電池２の残量管理装置５の動作を、図２を用いて説明する。ステップ２１では、電池SOC/蓄電池モジュール２ｍの並列数受信部7により各PCS１に接続された蓄電池２における蓄電池モジュールの並列数とSOCを取得する。ステップ２２から２４では、システム最大放電電力(システム最大充電電力)、および、SOC補正用の放電可能列数(充電可能列数)を求める。

【0014】

ステップ２２は、各PCS１に対して自局SOCから平均SOCを差し引き、これをパラメータ例えば１０で割り算し、この結果に各PCS１の蓄電池モジュールの並列数を足してSOC補正用の放電可能列数とする。更に、各PCS１に対して自局SOCから平均SOCを差し引き、これをパラメータ例えば１０で割り算し、この結果を各PCS１の蓄電池モジュールの並列数から差し引いてSOC補正用の充電可能列数とする。この場合、SOC補正用の放電可能列数／SOC補正用の充電可能列数がマイナスとなる場合は、「０」とする。なお、平均SOCは、例えばBMU３において求められる既知の各蓄電池２のSOCの合計値を、蓄電池２の個数で割り算したものである。

【0015】

ステップ２３は、各PCS１の最大放電電力を、ステップ２２で求めたSOC補正用の放電可能列数（SOC補正用の充電可能列数）で割って、PCS１毎の1並列当り最大放電電力（最大充電電力）を求める。そして、PCS（ｎ）最大電力を、SOC補正用の放電可能列数の合計で割って、PCS（ｎ）最大放電電力を求める。更に、PCS（ｎ）最大電力を、SOC補正用の充電可能列数の合計で割って、PCS（ｎ）最大充電電力を求める。

【0016】

ステップ２４では、ステップ２３で求めたPCS（ｎ）最大放電電力（PCS（ｎ）最大充電電力）の最小値に、SOC補正用の放電可能列数の合計（SOC補正用の充電可能列数の合計）を掛けたものを、システム最大放電電力（システム最大充電電力）とする。

【0017】

ステップ２５では、充放電指示装置４からの放電要求（充電要求）があるかどうか判断
し、放電要求（充電要求）がある場合にはステップ２６に進む。なお、ステップ２５において、充放電指示装置４からの放電要求（充電要求）がない場合にはステップ２１に戻る。

【0018】

ステップ２６では、充放電指示装置４からの充放電要求がシステム最大放電電力(システム最大充電電力)以下であるか判断し、システム最大放電電力(システム最大充電電力)以下でない場合には、ステップ２７に進み、ステップ２７では、充放電指示装置４からの放電要求値（充電要求値）をシステム最大放電値(システム最大充電値)とする。

【0019】

ステップ２８では、各PCS１に対する放電指令値(充電指令値)を以下の演算により求める。ここで、放電の場合：放電要求値とPCS（ｎ）のSOC補正用の放電可能列数を掛け算し、これを更にSOC補正用の放電可能列数合計で割り算して、PCS（ｎ）の放電指令値を求める。また、充電の場合：充電要求値とPCS（ｎ）のSOC補正用の充電可能列数を掛け算し、これを更にSOC補正用の充電可能列数合計で割り算して、PCS（ｎ）の充電指令値を求める。

【0020】

ステップ２９では、ステップ２８で求めた放電指令値（充電指令値）を各PCS１へ出力し、ステップ２１に戻る。

【0021】

以上の動作について、図３〜図９を参照して説明する。

【0022】

前述のステップ２８の充放電指令値算出については、以下条件を満たす必要がある。

【0023】

（１）各PCS１の出力電力の合計が、充放電指示装置４からの充放電要求値に一致するように、各PCS１に対する出力値を決定する。

【0024】

（２）各PCS１に接続された蓄電池２の残容量が一定になるようにする。放電時、残容量の多い蓄電池２は基準値より多めに、残容量の少ない蓄電池２はより少なめに放電する必要がある。また、充電時、残容量の多い蓄電池２は基準値より少なめに、残容量の低い蓄電池２は基準値より多めに放電する必要がある。また、各PCS１に接続された蓄電池２の並列数が異なる場合は、並列数の少ないPCS１に対しては、より少ない充放電量とする必要がある。

【0025】

（３）各PCS１の出力電力は、最大出力電力を超えないようにする。

【0026】

（４）前述の条件（１）、（２）、（３）を同時に満たす出力値がない場合は、前述の条件（２）、（３）を満たす最大値に対して各PCS１に対する出力値を決定する。

【0027】

ここで、PCS１が例えば3台接続され、最大放電電力、放電可能接続列数が図３に示すように、1500[kW]の放電要求があった場合、
蓄電池２の並列数に対して案分した形で各PCS１への出力値を求めると
PCS（1）=1500[kW]×3÷(3+5+6)=321.4⇒300[kW]が最大値なので出力できない。

【0028】

PCS（2）=1500[kW]×5÷(3+5+6)=535.7
PCS（3）=1500[kW]×6÷(3+5+6)=642.9⇒500[kW]が最大値なので出力できない。

【0029】

となるが、PCS（1）、PCS（3）の出力値が、最大放電電力を超えてしまうので、出力値として実現できない。

【0030】

そこで、まず、各PCS１で出力できる最大電力を求める。

【0031】

（５）図4に示すように各PCS１の並列当たりの出力電力を各々求める。

【0032】

（６）PCS１毎に求めた1並列当たりの出力電力の最小値(上記例では83.33)に接続並列をかけた値がシステム最大電力となる。

【0033】

83.3333×(3+5+6)= 1166.7 [kW]
（７）放電要求に対する各PCS１への指令値を求める。

【0034】

前述の条件（１）、（２）、（３）を満たす出力値がないため、前述の条件（２）、（３）を満たす最大値である1166.7 [kW]が出力値合計となり、各PCS１への出力は、
PCS（1）：250.0[kW] 1166.7×3÷(3+5+6)
PCS（2）：416.67[kW] 1166.7×5÷(3+5+6)
PCS（3）：500.0[kW] 1166.7×6÷(3+5+6)
となる。

【0035】

1166.7 [kW]を出力する場合の各PCS１の出力値は、図5のようになる。

【0036】

次に、各PCS１のSOCにバラツキがあった場合を考える。

【0037】

放電時、残容量の多い蓄電池２は基準値より多めに、残容量の少ない蓄電池２はより少なめに放電する必要がある。また、充電時、残容量の多い蓄電池は基準値より少なめに、残容量の低い蓄電池装置２は基準値より多めに放電する必要がある。また、各PCS１に接続された蓄電池装置２の並列数が異なる場合は、並列数の少ないPCS（１）に対しては、より少ない充放電量とする必要がある。

【0038】

充電可能列数(放電可能列数)が大きければ、充放電量の割合も大きくなるので、図6のようにSOCのバラツキ度合いを充電(放電)可能列数に案分し、SOCの調整を実施する。

【0039】

放電時は、図７のように(自局SOC-平均SOC)/10を求め、各PCS１の蓄電池並列数に足してSOC補正用の放電可能列数とする。

【0040】

充電時は、図７のように(自局SOC-平均SOC)/10を求め、各PCS１の蓄電池並列数から引いてSOC補正用の充電可能列数とする。

【0041】

なお、SOC補正用の放電可能列数/SOC補正用の充電可能列数がマイナスとなる場合は、0とする。

【0042】

図7のように、「蓄電池２の並列数」ではなく、「SOC補正用の放電可能列数」を用いて、前述と同様に最大電力を求める。

【0043】

（８）図8のように各PCS１の最大放電電力を、前述のように求めた「SOC補正用の放電可能列数（SOC補正用の充電可能列数）」で割って、PCS毎の1並列当たりの最大放電出力電力（最大充電出力電力）を求める。

【0044】

（９）PCS１毎に求めた1並列当たりの出力電力の最小値(上記例では85.71)にSOC補正用の放電可能列数をかけた値がシステム最大電力となる。

【0045】

85.71×(3.5+5.0+5.5)= 1200 [kW]
（１０）放電要求に対する各PCS１への指令値を求める。

【0046】

前述の条件（１）、（２）、（３）を満たす出力値がないため、前述の条件（２）、（３）を満たす最大値である1200[kW]が出力値合計となり、各PCS１への出力は、
PCS（1）：300.0[kW] 1200×3.5÷(3.5+5.0+5.5)
PCS（2）：428.57[kW] 1200×5.0÷(3.5+5.0+5.5)
PCS（3）：471.4 [kW] 1200×5.5÷(3.5+5.0+5.5)
となる。

【0047】

1200[kW]を出力する場合の各PCS１の出力値は、図9のように本演算をリアルタイムに行い各PCS１への出力値を決定する。

【0048】

以上述べた実施形態は、図1に示すように、残量管理装置５は、蓄電池２の残量として充電量と放電量の両方を考慮したものであるが、蓄電池２の残量として充電量のみと、放電量のみを考慮したものであっても、同様に実施できる。

【0049】

具体的には、充電量のみの場合の構成は、交流負荷が接続される電力系統に、複数の交直変換装置がそれぞれ接続され、前記各交直変換装置にそれぞれ蓄電池が接続され、前記各蓄電池は最小単位の蓄電池セルが複数個直列に接続された蓄電池モジュールが複数組並列に接続されたものであり、前記各蓄電池の直流電力を前記各交直変換装置により交流電力に変換して前記交流負荷に供給するものにおいて、
前記各蓄電池の蓄電池モジュールの並列数と、現在の前記各蓄電池の残量を検出する検出手段と、
前記全ての蓄電池の残量の平均値を求め、これと前記蓄電池のうちの特定の蓄電池残量との減算により前記蓄電池モジュールのうちの残量補正用の充電可能列数を求める第1の演算手段と、
前記交直変換装置の最大電力を、前記第1の演算手段で求めた残量補正用の充電可能列数の合計で除算することにより、前記交直変換装置の最大充電電力を求める第2の演算手段と、
前記第2の演算手段で求めた前記交直変換装置の最大充電電力のうちの最小値に、前記
第1の演算手段で求めた残量補正用の充電可能列数の合計を掛け算してシステム最大充電電力を求める第3の演算手段と、
充電指示装置からの充電要求がある場合、前記第3の演算手段で求めたシステム最大充電電力以下であるかどうかを判断し、これを満足する場合には前記充電指示装置からの充電要求値に、前記第1の演算手段で求めた前記蓄電池モジュールのうちの残量補正用の充電可能列数を掛け算し、この掛け算結果を前記第1の演算手段で求めた残量補正用の充電可能列数の合計で除算することにより、求められる前記交直変換装置の充電指令値を、前記各交直変換装置に与える第４の演算手段と、
を備え、これにより前記各蓄電池の残量が同じ値になるように管理する蓄電池の残量管理装置である。

【0050】

また、放電量のみの場合の構成は、交流負荷が接続される電力系統に、複数の交直変換装置がそれぞれ接続され、前記各交直変換装置にそれぞれ蓄電池が接続され、前記各蓄電池は最小単位の蓄電池セルが複数個直列に接続された蓄電池モジュールが複数組並列に接続されたものであり、前記各蓄電池の直流電力を前記各交直変換装置により交流電力に変換して前記交流負荷に供給するものにおいて、
前記各蓄電池の蓄電池モジュールの並列数と、現在の前記各蓄電池の残量を検出する検出手段と、
前記全ての蓄電池の残量の平均値を求め、これと前記蓄電池のうちの特定の蓄電池残量との加算により前記蓄電池モジュールのうちの残量補正用の放電可能列数を求める第５の演算手段と、
前記交直変換装置の最大電力を、前記第５の演算手段で求めた残量補正用の放電可能列数の合計で除算することにより、前記交直変換装置の最大放電電力を求める第６の演算手段と、
前記第６の演算手段で求めた前記交直変換装置の最大放電電力のうちの最小値に、前記
第６の演算手段で求めた残量補正用の放電可能列数の合計を掛け算してシステム最大放電電力を求める第７の演算手段と、
放電指示装置からの放電要求がある場合、前記第７の演算手段で求めたシステム最大放電電力以下であるかどうかを判断し、これを満足する場合には前記放電指示装置からの放電要求値に、前記第５の演算手段で求めた前記蓄電池モジュールのうちの残量補正用の放電可能列数を掛け算し、この掛け算結果を前記第６の演算手段で求めた残量補正用の放電可能列数の合計で除算することにより、求められる前記交直変換装置の放電指令値を、前記各交直変換装置に与える第８の演算手段と、
を備え、これにより前記各蓄電池の残量が同じ値になるように管理する蓄電池の残量管理装置である。

【0051】

以上述べた実施形態によれば、充電指令、放電指令、充放電指令のいずれかを受け、その指令に応じた量の充電、放電、充放電を行いながら、各PCSに接続された蓄電池のSOCが同じ値になるように管理する蓄電池の残量管理装置を得ることができる。

【符号の説明】

【0052】

SOC…蓄電池の残量、１…交直変換装置（ＰＣＳ）、２…蓄電池、２ｓ…蓄電池セル、２ｍ…蓄電池モジュール、２ｃ…ケース、２ｆ…ヒューズ、３…バッテリーコントロールユニット、４…充放電指示装置、５…残量管理装置、６…充放電量要求値受信部、７…電池並列数受信部、８…充放電量演算部、９…充放電量出力部、１０…電力系統。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】