特許 7390545 蓄電池システム、制御方法、及びプログラム

(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】

(24)【登録日】2023-11-24

(45)【発行日】2023-12-04

(54)【発明の名称】蓄電池システム、制御方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20231127BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20231127BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20231127BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20231127BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 B

H01M10/44 P

H01M10/48 P

H02J7/00 302C

H02J7/02 J

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019122441

(22)【出願日】2019-06-28

(65)【公開番号】P2021010227

(43)【公開日】2021-01-28

【審査請求日】2022-02-07

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】則竹 良典

(72)【発明者】

【氏名】吉武 晃

(72)【発明者】

【氏名】加藤 友美

【審査官】下林 義明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／１４５６５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２１３２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３５６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１０３０５９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２ － １０／４８

Ｈ０２Ｍ ３／００ － ３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれが蓄電池と直流バスとの間に接続される双方向の複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち対応するＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ制御することにより、前記蓄電池の充電及び放電を制御する複数の制御部と、を備え、
前記複数の制御部の各々は、前記蓄電池が特定の条件を満たしている場合に、前記蓄電池の入力電力、出力電力、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力、出力電力、及び前記蓄電池に関する蓄電池情報のうちの少なくとも１つに基づいて、前記直流バスに印加されるバス電圧の目標電圧を変化させ、
前記特定の条件は、前記蓄電池の満充電容量に対する残容量の割合が所定値以下である、
蓄電池システム。

【請求項2】

それぞれが蓄電池と直流バスとの間に接続される双方向の複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち対応するＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ制御することにより、前記蓄電池の充電及び放電を制御する複数の制御部と、
前記直流バスに印加されるバス電圧を測定する測定部と、を備え、
前記複数の制御部の各々は、前記蓄電池の入力電力、出力電力、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力、出力電力、及び前記蓄電池に関する蓄電池情報のうちの少なくとも１つに基づいて、前記バス電圧の目標電圧を変化させ、
前記複数の制御部の各々は、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータに前記直流バスを介して接続されている他回路からの情報に基づいて、前記測定部で測定される前記バス電圧を調整する、
蓄電池システム。

【請求項3】

前記複数の制御部の各々は、少なくとも前記蓄電池情報に基づいて、前記目標電圧を変化させ、
前記蓄電池情報は、前記蓄電池の残容量と、前記蓄電池の満充電容量に対する残容量の割合と、の少なくとも一方を含む、
請求項１又は２に記載の蓄電池システム。

【請求項4】

前記複数の制御部の各々は、前記目標電圧と前記バス電圧との差分に応じて、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータの動作を制御する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の蓄電池システム。

【請求項5】

前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータに前記直流バスを介して接続されるインバータを更に備える、
請求項１～４のいずれか１項に記載の蓄電池システム。

【請求項6】

前記蓄電池を更に備える、
請求項１～５のいずれか１項に記載の蓄電池システム。

【請求項7】

それぞれが蓄電池と直流バスとの間に接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち対応するＤＣ／ＤＣコンバータを複数の制御部の各々が制御することにより前記蓄電池の充電及び放電を制御する制御方法であって、
前記複数の制御部の各々は、前記蓄電池が特定の条件を満たしている場合に、前記蓄電池の入力電力、出力電力、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力、出力電力、及び前記蓄電池に関する蓄電池情報のうちの少なくとも１つに基づいて、前記直流バスに印加されるバス電圧の目標電圧を変化させ、
前記特定の条件は、前記蓄電池の満充電容量に対する残容量の割合が所定値以下である、
制御方法。

【請求項8】

それぞれが蓄電池と直流バスとの間に接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち対応するＤＣ／ＤＣコンバータを複数の制御部の各々が制御することにより前記蓄電池の充電及び放電を制御する制御方法であって、
前記複数の制御部の各々は、前記蓄電池の入力電力、出力電力、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力、出力電力、及び前記蓄電池に関する蓄電池情報のうちの少なくとも１つに基づいて、前記直流バスに印加されるバス電圧の目標電圧を変化させ、
前記複数の制御部の各々は、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータに前記直流バスを介して接続されている他回路からの情報に基づいて、前記バス電圧を測定する測定部で測定される前記バス電圧を調整する、
制御方法。

【請求項9】

１以上のプロセッサに、
請求項７又は８に記載の制御方法を実行させる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に蓄電池システム、制御方法、及びプログラムに関する。より詳細には、本開示は、蓄電池の充電及び放電を制御する蓄電池システム、制御方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、太陽光発電装置の直流出力を使って電機製品に電力を供給する太陽光発電システム（電力変換システム）が開示されている。この太陽光発電システムでは、インバータに、太陽電池アレイとバッテリーとが並列に接続されている。インバータは、太陽電池アレイ又はバッテリーからの直流電力を交流に変換して、連系スイッチを介して電力系統に出力する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平９－９１０４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、蓄電池の残容量を調整しやすい蓄電池システム、制御方法、及びプログラ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】

【0005】

本開示の一態様に係る蓄電池システムは、双方向の複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、複数の制御部と、を備える。前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれが蓄電池と直流バスとの間に接続される。前記複数の制御部は、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち対応するＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ制御することにより、前記蓄電池の充電及び放電を制御する。前記複数の制御部の各々は、前記蓄電池が特定の条件を満たしている場合に、前記蓄電池の入力電力、出力電力、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力、出力電力、及び前記蓄電池に関する蓄電池情報のうちの少なくとも１つに基づいて、前記直流バスに印加されるバス電圧の目標電圧を変化させる。前記特定の条件は、前記蓄電池の満充電容量に対する残容量の割合が所定値以下である。
本開示の一態様に係る蓄電池システムは、双方向の複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、複数の制御部と、測定部と、を備える。前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれが蓄電池と直流バスとの間に接続される。前記複数の制御部は、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち対応するＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ制御することにより、前記蓄電池の充電及び放電を制御する。前記測定部は、前記直流バスに印加されるバス電圧を測定する。前記複数の制御部の各々は、前記蓄電池の入力電力、出力電力、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力、出力電力、及び前記蓄電池に関する蓄電池情報のうちの少なくとも１つに基づいて、前記バス電圧の目標電圧を変化させる。前記複数の制御部の各々は、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータに前記直流バスを介して接続されている他回路からの情報に基づいて、前記測定部で測定される前記バス電圧を調整する。

【0006】

本開示の一態様に係る制御方法は、それぞれ蓄電池と直流バスとの間に接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち対応するＤＣ／ＤＣコンバータを複数の制御部の各々が制御することにより前記蓄電池の充電及び放電を制御する方法である。前記制御方法では、前記複数の制御部の各々は、前記蓄電池が特定の条件を満たしている場合に、前記蓄電池の入力電力、出力電力、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力、出力電力、及び前記蓄電池に関する蓄電池情報のうちの少なくとも１つに基づいて、前記直流バスに印加されるバス電圧の目標電圧を変化させる。前記特定の条件は、前記蓄電池の満充電容量に対する残容量の割合が所定値以下である。
本開示の一態様に係る制御方法は、それぞれ蓄電池と直流バスとの間に接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち対応するＤＣ／ＤＣコンバータを複数の制御部の各々が制御することにより前記蓄電池の充電及び放電を制御する方法である。前記制御方法では、前記複数の制御部の各々は、前記蓄電池の入力電力、出力電力、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力、出力電力、及び前記蓄電池に関する蓄電池情報のうちの少なくとも１つに基づいて、前記直流バスに印加されるバス電圧の目標電圧を変化させる。前記制御方法では、前記複数の制御部の各々は、前記対応するＤＣ／ＤＣコンバータに前記直流バスを介して接続されている他回路からの情報に基づいて、前記バス電圧を測定する測定部で測定される前記バス電圧を調整する。

【0007】

本開示の一態様に係るプログラムは、１以上のプロセッサに、上記の制御方法を実行させる。

【発明の効果】

【0008】

本開示は、蓄電池の残容量を調整しやすい、という利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の一実施形態に係る蓄電池システムを示す概略ブロック図である。

【図2】図２は、同上の蓄電池システムが用いられる電力変換システムを示す概略回路図である。

【図3】図３は、同上の蓄電池システムにおける調整処理の説明図である。

【図4】図４は、同上の蓄電池システムの動作の説明図である。

【図5】図５は、同上の蓄電池システムにおける目標電圧とＳＯＣとの相関図である。

【図6】図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ同上の蓄電池システムにおける２つの蓄電池のＳＯＣの時系列変化の説明図である。

【図7】図７は、同上の蓄電池システムにおける目標電圧とＳＯＣとの相関図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（１）概要
本実施形態の蓄電池システム２００は、図１に示すように、外部（例えば、単相３線式の電力系統ＳＹ１）から供給される電力を受けて蓄電池Ｂ１を充電させる機能、及び蓄電池Ｂ１を放電させることで蓄電池Ｂ１から外部に電力を供給する機能を有するシステムである。本開示でいう「電力系統」は、電力会社等の電気事業者が需要家の受電設備に電力を供給するためのシステム全体を意味する。

【0011】

蓄電池システム２００は、図２に示すように、電力変換システム１００に用いられる。電力変換システム１００は、分散型電源１を電力系統ＳＹ１に系統連系させるシステムである。本実施形態では、一例として、このような蓄電池システム２００及び電力変換システム１００が、オフィスビル、病院、商業施設及び学校等の、非住宅施設に導入される場合を想定して説明する。

【0012】

蓄電池システム２００は、図１に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１と、制御部２２と、を備えている。

【0013】

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、双方向のＤＣ／ＤＣコンバータであって、蓄電池Ｂ１と直流バスＤＢ１との間に電気的に接続されている。本開示でいう「直流バス」は、分散型電源１と電力系統ＳＹ１とを接続する、直流電力を供給するための電路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１から見て蓄電池Ｂ１が接続される側を「一次側」、直流バスＤＢ１が接続される側を「二次側」とした場合に、一次側から二次側、及び二次側から一次側の両方向に直流電力を供給可能である。本開示でいう「接続する」は、端子、電子部品、又は電線等の要素同士を機械的に接続することの他、要素同士を電気的に接続することを含んでいる。

【0014】

制御部２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御することにより、蓄電池Ｂ１の充電及び放電を制御する。例えば、制御部２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御することにより、直流バスＤＢ１に印加されているバス電圧ＶＢ１を降圧し、降圧した直流電圧を蓄電池Ｂ１に印加することで、蓄電池Ｂ１を充電させる。また、制御部２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御することにより、蓄電池Ｂ１の充電電圧を昇圧し、昇圧した直流電圧を直流バスＤＢ１に印加することで、蓄電池Ｂ１を放電させる。

【0015】

本実施形態では、蓄電池システム２００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を複数（図１では２つ）備えており、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１の各々に、複数（図１では２つ）の蓄電池Ｂ１のうちの対応する蓄電池Ｂ１が接続されている。以下、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ２１を区別する場合、一方のＤＣ／ＤＣコンバータ２１を「第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１」、他方のＤＣ／ＤＣコンバータ２１を「第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２」という。また、以下、２つの蓄電池Ｂ１を区別する場合、一方の蓄電池Ｂ１を「第１蓄電池Ｂ１１」、他方の蓄電池Ｂ１を「第２蓄電池Ｂ１２」という。また、本実施形態では、蓄電池システム２００は、制御部２２を複数（図１では２つ）備えており、複数の制御部２２は、それぞれ対応するＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する。以下、２つの制御部２２を区別する場合、一方の制御部２２を「第１制御部２２１」、他方の制御部２２を「第２制御部２２２」という。

【0016】

本実施形態では、第１制御部２２１は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１を制御することにより、第１蓄電池Ｂ１１の充電及び放電を制御する。また、第２制御部２２２は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２を制御することにより、第２蓄電池Ｂ１２の充電及び放電を制御する。

【0017】

そして、制御部２２は、蓄電池Ｂ１の入力電力、出力電力、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の入力電力、出力電力、及び蓄電池Ｂ１に関する蓄電池情報のうちの少なくとも１つに基づいて、直流バスＤＢ１に印加されるバス電圧ＶＢ１の目標電圧Ｖ１０（図３参照）を変化させる。

【0018】

ここで、蓄電池Ｂ１を充電する場合の充電電力、及び蓄電池Ｂ１が放電する場合の放電電力は、いずれもバス電圧ＶＢ１の目標電圧Ｖ１０に応じて変化する。このため、制御部２２は、例えば蓄電池Ｂ１の入力電力及び出力電力、並びに蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１（図３参照）に基づいて目標電圧Ｖ１０を変化させることで、蓄電池Ｂ１の残容量に応じて、蓄電池Ｂ１の充電電力及び放電電力を調整することが可能である。したがって、本実施形態では、蓄電池Ｂ１の残容量を調整しやすい、という利点がある。

【0019】

（２）詳細
以下、本実施形態の蓄電池システム２００、及び蓄電池システム２００が用いられる電力変換システム１００について詳細に説明する。

【0020】

（２．１）電力変換システム
まず、電力変換システム１００について図２を用いて詳細に説明する。電力変換システム１００は、図２に示すように、入力キャパシタＣ０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２と、インバータ３と、ノイズフィルタ４と、解列リレー５と、自立リレー６と、制御部１０と、を備えている。入力キャパシタＣ０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２、インバータ３、ノイズフィルタ４、解列リレー５、自立リレー６、及び制御部１０は、いずれも１つの筐体１０１に収納されている。

【0021】

電力変換システム１００には、図２に示すように、分散型電源１が接続されている。本実施形態では、分散型電源１は、太陽電池を含む太陽光発電装置である。さらに、電力変換システム１００には、図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を介して蓄電池Ｂ１が接続されている。本実施形態では、電力変換システム１００には、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１を介して第１蓄電池Ｂ１１が、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２を介して第２蓄電池Ｂ１２が接続されている。なお、図２では、蓄電池システム２００の制御部２２及び測定部２３の図示を省略している。

【0022】

第１蓄電池Ｂ１１及び第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１、並びに第２蓄電池Ｂ１２及び第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２は、いずれも直流バスＤＢ１を介して分散型電源１と並列に接続されている。直流バスＤＢ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２とインバータ３とを接続する一対の電線ＤＢ１１，ＤＢ１２により構成されている。以下では、一対の電線ＤＢ１１，ＤＢ１２のうちＤＣ／ＤＣコンバータ２の高電位に接続されている電線を「第１電線ＤＢ１１」、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の低電位に接続されている電線を「第２電線ＤＢ１２」という。また、以下では、分散型電源１、蓄電池Ｂ１、及びＤＣ／ＤＣコンバータ２１がいずれも電力変換システム１００の構成要素に含まれないとして説明するが、これらの一部又は全部が電力変換システム１００の構成要素に含まれていてもよい。

【0023】

入力キャパシタＣ０は、図２に示すように、分散型電源１とＤＣ／ＤＣコンバータ２との間に接続されている。入力キャパシタＣ０の第１電極１３は、分散型電源１の正極１１、及びＤＣ／ＤＣコンバータ２の高電位の入力端に接続されている。入力キャパシタＣ０の第２電極１４は、分散型電源１の負極１２、及びＤＣ／ＤＣコンバータ２の低電位の入力端に接続されている。入力キャパシタＣ０は、分散型電源１の出力する直流電圧を安定化する機能を有している。

【0024】

ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、非絶縁方式の昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、図２に示すように、インダクタＬ０と、ダイオードＤ０と、スイッチング素子Ｑ０と、を有している。インダクタＬ０の第１端は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の高電位の入力端に接続され、入力キャパシタＣ０の第１電極１３に接続されている。インダクタＬ０の第２端は、ダイオードＤ０のアノードに接続されている。ダイオードＤ０のカソードは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の高電位の出力端に接続され、出力キャパシタＣ１の第１電極１５に接続されている。

【0025】

スイッチング素子Ｑ０は、エンハンスメント型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）からなる。スイッチング素子Ｑ０のソースは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の低電位の入力端及び出力端に接続され、入力キャパシタＣ０の第２電極１４に接続されている。スイッチング素子Ｑ０のドレインは、インダクタＬ０の第２端及びダイオードＤ０のアノードの接続点に接続されている。スイッチング素子Ｑ０は、制御部１０から与えられる制御信号Ｓ０によりオン／オフする。スイッチング素子Ｑ０はＭＯＳＦＥＴに限定されず、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、又はバイポーラトランジスタ等の他の半導体スイッチ素子であってもよい。

【0026】

ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、スイッチング素子Ｑ０が制御部１０によりＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されることで、入力キャパシタＣ０の両端電圧を昇圧可能である。具体的には、制御部１０は、スイッチング素子Ｑ０をスイッチング制御することで、入力キャパシタＣ０の両端電圧を昇圧し、昇圧した直流電圧を出力キャパシタＣ１及びインバータ３に出力する。

【0027】

出力キャパシタＣ１は、図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２とインバータ３との間に接続されている。出力キャパシタＣ１の第１電極１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の高電位の出力端、及びインバータ３の高電位の入力端に接続されている。出力キャパシタＣ１の第２電極１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の低電位の出力端、及びインバータ３の低電位の入力端に接続されている。出力キャパシタＣ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力する直流電圧を安定化する機能を有している。

【0028】

インバータ３は、図２に示すように、フルブリッジ接続された４つのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ４を有している。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４は、いずれもデプレッション形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなる。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４は、ＭＯＳＦＥＴに限定されず、例えば、ＩＧＢＴ、又はバイポーラトランジスタ等の他の半導体スイッチ素子であってもよい。

【0029】

インバータ３では、スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ２及びスイッチング素子Ｑ４の直列回路とが、出力キャパシタＣ１の両端間に対して並列に接続されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のドレインは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の高電位の出力端、及び出力キャパシタＣ１の第１電極１５に接続されている。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のソースは、いずれもＤＣ／ＤＣコンバータ２の低電位の出力端、および出力キャパシタＣ１の第２電極１６に接続されている。

【0030】

スイッチング素子Ｑ１のソースとスイッチング素子Ｑ３のドレインとの接続点（第１接続点）は、ノイズフィルタ４のインダクタＬ１１及び解列リレー５の第１接点部５１を介して、電力系統ＳＹ１に接続されている。また、第１接続点は、ノイズフィルタ４のインダクタＬ１１及び自立リレー６の第１接点部６１を介して、自立系統ＳＹ２にも接続されている。スイッチング素子Ｑ２のソースとスイッチング素子Ｑ４のドレインとの接続点（第２接続点）は、ノイズフィルタ４のインダクタＬ１２及び解列リレー５の第２接点部５２を介して、電力系統ＳＹ１に接続されている。また、第２接続点は、ノイズフィルタ４のインダクタＬ１２及び自立リレー６の第２接点部６２を介して、自立系統ＳＹ２にも接続されている。

【0031】

インバータ３は、双方向のＤＣ／ＡＣコンバータである。インバータ３は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４が制御部１０によりＰＷＭ制御されることで、直流電圧から交流電圧、又は交流電圧から直流電圧への変換を行う。つまり、インバータ３は、出力キャパシタＣ１からの直流電力を交流電力に変換して電力系統ＳＹ１へ出力する機能と、電力系統ＳＹ１からの交流電力を直流電力に変換して出力キャパシタＣ１へ出力する機能と、を有する。また、インバータ３は、解列リレー５が開放され、自立リレー６が閉成されている場合に、出力キャパシタＣ１からの直流電力を交流電力に変換して自立系統ＳＹ２へ出力する機能を有する。

【0032】

ノイズフィルタ４は、図２に示すように、２つのインダクタＬ１１，Ｌ１２と、キャパシタＣ２と、を有している。インダクタＬ１１の第１端は、スイッチング素子Ｑ１のソース及びスイッチング素子Ｑ３のドレインの接続点（第１接続点）に接続されている。インダクタＬ１１の第２端は、解列リレー５の第１接点部５１及び自立リレー６の第１接点部６１に接続されている。インダクタＬ１２の第１端は、スイッチング素子Ｑ２のソース及びスイッチング素子Ｑ４のドレインの接続点（第２接続点）に接続されている。インダクタＬ１２の第２端は、解列リレー５の第２接点部５２及び自立リレー６の第２接点部６２に接続されている。また、インダクタＬ１１の第２端とインダクタＬ１２の第２端との間には、キャパシタＣ２が接続されている。ノイズフィルタ４は、インバータ３の出力する交流電圧の高周波成分を除去し正弦波状の電圧を生成する機能を有している。

【0033】

解列リレー５は、図２に示すように、第１接点部５１と、第２接点部５２と、を備える。第１接点部５１及び第２接点部５２は、制御部１０から与えられる制御信号Ｓ１０により、同時にオン又は同時にオフする。解列リレー５は、第１接点部５１及び第２接点部５２が同時にオンする場合にインバータ３を電力系統ＳＹ１に並列させ、同時にオフする場合にインバータ３を電力系統ＳＹ１から解列させる。

【0034】

自立リレー６は、図２に示すように、第１接点部６１と、第２接点部６２と、を備える。第１接点部６１及び第２接点部６２は、制御部１０から与えられる制御信号Ｓ２０により、同時にオン又は同時にオフする。自立リレー６は、第１接点部６１及び第２接点部６２が同時にオンする場合にインバータ３を自立系統ＳＹ２に並列させ、同時にオフする場合にインバータ３を自立系統ＳＹ２から解列させる。

【0035】

制御部１０は、例えば、１以上のプロセッサ及びメモリを有するマイクロコントローラにて構成されている。言い換えれば、制御部１０は、１以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムにて実現されており、１以上のプロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが制御部１０として機能する。プログラムは、ここでは制御部１０のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。制御部１０は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等で構成されてもよい。

【0036】

制御部１０は、５つのスイッチング素子Ｑ０～Ｑ４を制御するための制御信号Ｓ０～Ｓ４を出力する。制御信号Ｓ０～Ｓ４は、直接的に、又は駆動回路を介して、スイッチング素子Ｑ０～Ｑ４のゲートに印加され、スイッチング素子Ｑ０～Ｑ４を個別にオン／オフする。制御部１０は、デューティ比を調節可能なＰＷＭ方式によって、スイッチング素子Ｑ０～Ｑ４を制御する。

【0037】

また、制御部１０は、解列リレー５の第１接点部５１及び第２接点部５２のオン／オフを制御するための制御信号Ｓ１０と、自立リレー６の第１接点部６１及び第２接点部６２のオン／オフを制御するための制御信号Ｓ２０を出力する。制御部１０は、例えば電力系統ＳＹ１の停電等の異常時に、解列リレー５を電力系統ＳＹ１から解列させ、かつ、自立リレー６を自立系統ＳＹ２に並列させる。そして、制御部１０は、電力系統ＳＹ１の異常時において、インバータ３から自立系統ＳＹ２に交流電力を出力させる自立運転を行うように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２及びインバータ３を制御する。

【0038】

（２．２）蓄電池システム
次に、蓄電池システム２００について図１を用いて詳細に説明する。蓄電池システム２００は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２と、第１制御部２２１と、第２制御部２２２と、第１測定部２３１と、第２測定部２３２と、を備えている。以下では、第１測定部２３１と第２測定部２３２とを区別しない場合には、単に「測定部２３」という。

【0039】

蓄電池システム２００には、第１蓄電池Ｂ１１及び第２蓄電池Ｂ１２が接続されている。本実施形態では、第１蓄電池Ｂ１１及び第２蓄電池Ｂ１２は、それぞれ定格容量、定格充電電力、及び定格放電電力が互いに異なっている。つまり、本実施形態では、蓄電池システム２００には、互いに種類が異なる複数（図１では２つ）の蓄電池Ｂ１が接続されている。

【0040】

第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１は、第１蓄電池Ｂ１１と直流バスＤＢ１との間に接続されている。具体的には、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１の一次側の高電位に第１蓄電池Ｂ１１の正極が接続され、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１の一次側の低電位に第１蓄電池Ｂ１１の負極が接続されている。また、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１の二次側の高電位に直流バスＤＢ１の第１電線ＤＢ１１が接続され、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１の二次側の低電位に直流バスＤＢ１の第２電線ＤＢ１２が接続されている。

【0041】

第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２は、第２蓄電池Ｂ１２と直流バスＤＢ１との間に接続されている。具体的には、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の一次側の高電位に第２蓄電池Ｂ１２の正極が接続され、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の一次側の低電位に第２蓄電池Ｂ１２の負極が接続されている。また、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の二次側の高電位に直流バスＤＢ１の第１電線ＤＢ１１が接続され、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の二次側の低電位に直流バスＤＢ１の第２電線ＤＢ１２が接続されている。

【0042】

第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１及び第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２は、いずれも双方向のＤＣ／ＤＣコンバータであり、例えばエンハンスメント型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなる１以上のスイッチング素子を有している。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１は、１以上のスイッチング素子を第１制御部２２１によりＰＷＭ制御されることで、第１蓄電池Ｂ１１から入力される第１蓄電池Ｂ１１の充電電圧を昇圧し、昇圧した直流電圧を直流バスＤＢ１に印加することが可能である。また、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１は、１以上のスイッチング素子を第１制御部２２１によりＰＷＭ制御されることで、直流バスＤＢ１から入力されるバス電圧ＶＢ１を降圧し、降圧した直流電圧を第１蓄電池Ｂ１１に印加することが可能である。

【0043】

第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２は、１以上のスイッチング素子を第２制御部２２２によりＰＷＭ制御されることで、第２蓄電池Ｂ１２から入力される第２蓄電池Ｂ１２の充電電圧を昇圧し、昇圧した直流電圧を直流バスＤＢ１に印加することが可能である。また、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２は、１以上のスイッチング素子を第２制御部２２２によりＰＷＭ制御されることで、直流バスＤＢ１から入力されるバス電圧ＶＢ１を降圧し、降圧した直流電圧を第２蓄電池Ｂ１２に印加することが可能である。

【0044】

測定部２３は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ２１の二次側の一対の入出力端子間に接続され、一対の入出力端子間の電圧をバス電圧ＶＢ１として測定する。本実施形態では、第１測定部２３１は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１の二次側の一対の入出力端子間に接続され、一対の入出力端子間の電圧をバス電圧ＶＢ１として測定する。また、第２測定部２３２は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の二次側の一対の入出力端子間に接続され、一対の入出力端子間の電圧をバス電圧ＶＢ１として測定する。

【0045】

第１制御部２２１及び第２制御部２２２の各々は、例えば、１以上のプロセッサ及びメモリを有するマイクロコントローラにて構成されている。言い換えれば、第１制御部２２１及び第２制御部２２２は、それぞれ１以上のプロセッサ及びメモリを有する２つのコンピュータシステムにて実現されており、１以上のプロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、２つのコンピュータシステムがそれぞれ第１制御部２２１及び第２制御部２２２として機能する。プログラムは、ここでは第１制御部２２１及び第２制御部２２２の各々のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。第１制御部２２１及び第２制御部２２２の各々は、例えば、ＦＰＧＡ、又はＡＳＩＣ等で構成されてもよい。

【0046】

第１制御部２２１は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１の１以上のスイッチング素子を制御するための制御信号を出力する。制御信号は、直接的に、又は駆動回路を介して、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１の１以上のスイッチング素子のゲートに印加され、１以上のスイッチング素子を個別にオン／オフする。第１制御部２２１は、デューティ比を調節可能なＰＷＭ方式によって、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１の１以上のスイッチング素子を制御する。

【0047】

第２制御部２２２は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の１以上のスイッチング素子を制御するための制御信号を出力する。制御信号は、直接的に、又は駆動回路を介して、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の１以上のスイッチング素子のゲートに印加され、１以上のスイッチング素子を個別にオン／オフする。第２制御部２２２は、デューティ比を調節可能なＰＷＭ方式によって、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の１以上のスイッチング素子を制御する。

【0048】

制御部２２（第１制御部２２１及び第２制御部２２２）は、例えば電力変換システム１００の制御部１０からバス電圧ＶＢ１の指令電圧Ｖ０（図３参照）を取得し、取得した指令電圧Ｖ０に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御することにより、蓄電池Ｂ１の充電及び放電を制御する。例えば、制御部２２は、後述する調整処理を実行しない場合、測定部２３で測定されたバス電圧ＶＢ１が指令電圧Ｖ０と一致するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の１以上のスイッチング素子を制御することにより、蓄電池Ｂ１の充電及び放電を制御する。この場合、指令電圧Ｖ０は、目標電圧Ｖ１０と一致している。

【0049】

ここで、蓄電池Ｂ１に充電される充電電力と、蓄電池Ｂ１から放電される放電電力とは、指令電圧Ｖ０の大きさ、言い換えれば目標電圧Ｖ１０の大きさに依存する。したがって、目標電圧Ｖ１０を変化させることにより、蓄電池Ｂ１の充電電力及び放電電力を制御することが可能である。本実施形態では、制御部２２は、バス電圧ＶＢ１の目標電圧Ｖ１０（図３参照）を変化させることにより、蓄電池Ｂ１の充電電力及び放電電力を調整する調整処理を実行する。

【0050】

以下、制御部２２の調整処理について図３を用いて説明する。調整処理において、制御部２２は、正規化部２２Ａで演算される正規化係数α１と、補正部２２Ｂで演算される補正係数β１と、を許容電圧ΔＶに乗算することで、補正電圧ＶＣ１を求める。正規化部２２Ａ及び補正部２２Ｂは、いずれも制御部２２の有する１つの機能として実現される。

【0051】

正規化係数α１は、正規化部２２Ａにて、蓄電池Ｂ１に充電される現在の電力Ｐ１、又は蓄電池Ｂ１から放電される現在の電力Ｐ１を、蓄電池Ｂ１の定格電力Ｐｍａｘで除算することにより求められる。つまり、蓄電池Ｂ１の充電時及び放電時のいずれにおいても、正規化係数α１は、「α１＝Ｐ１／Ｐｍａｘ」で表される。電力Ｐ１は、蓄電池Ｂ１が放電する場合に正の値を、蓄電池Ｂ１が充電される場合に負の値をとる。また、定格電力Ｐｍａｘは、蓄電池Ｂ１が放電する場合は定格放電電力であり、蓄電池Ｂ１が充電される場合は定格充電電力であり、いずれも絶対値である。

【0052】

補正係数β１は、補正部２２Ｂにて、蓄電池Ｂ１の充電時においては、蓄電池Ｂ１の現在の充電率（State Of Charge：SOC）Ｒ１を、蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１の許容される変動幅（Ｒｍａｘ－Ｒｍｉｎ）で除算することにより求められる。つまり、蓄電池Ｂ１の充電時においては、補正係数β１は、「β１＝Ｒ１／（Ｒｍａｘ－Ｒｍｉｎ）」で表される。また、補正係数β１は、補正部２２Ｂにて、蓄電池Ｂ１の放電時においては、蓄電池Ｂ１の現在の充電率Ｒ１を、蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１の許容される変動幅（Ｒｍａｘ－Ｒｍｉｎ）で除算した値を、１から減算することにより求められる。つまり、蓄電池Ｂ１の放電時においては、補正係数β１は、「β１＝１－Ｒ１／（Ｒｍａｘ－Ｒｍｉｎ）」で表される。充電率Ｒ１は、蓄電池Ｂ１の満充電容量に対する残容量の割合である。また、「Ｒｍａｘ」は、充電率Ｒ１の最大値であって、例えば１００〔％〕である。また、「Ｒｍｉｎ」は、充電率Ｒ１の最小値であって、例えば０〔％〕である。

【0053】

許容電圧ΔＶは、蓄電池システム２００にて許容される目標電圧Ｖ１０の変動幅であって、例えば数〔Ｖ〕である。つまり、目標電圧Ｖ１０は、指令電圧Ｖ０から許容電圧ΔＶを減算した値を下限、指令電圧Ｖ０に許容電圧ΔＶを加算した値を上限とした範囲で変動可能である。

【0054】

次に、制御部２２は、指令電圧Ｖ０から、乗算により求めた補正電圧ＶＣ１を減算することで、目標電圧Ｖ１０を求める。そして、制御部２２は、目標電圧Ｖ１０と、測定部２３により測定されたバス電圧ＶＢ１との差分Ｄｉｆｆを求め、求めた差分Ｄｉｆｆが零となるように、つまりバス電圧ＶＢ１が目標電圧Ｖ１０に一致するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する。これにより、目標電圧Ｖ１０の大きさに応じた充電電力（又は放電電力）により、蓄電池Ｂ１が充電（又は放電）される。このように、調整処理において、制御部２２は、目標電圧Ｖ１０とバス電圧ＶＢ１との差分Ｄｉｆｆに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作を制御している。

【0055】

本実施形態では、第１制御部２２１は、調整処理において、第１蓄電池Ｂ１１の現在の電力Ｐ１、定格電力Ｐｍａｘ、充電率Ｒ１、充電率Ｒ１の許容される変動幅、及び許容電圧ΔＶを用いて、目標電圧Ｖ１０を求める。そして、第１制御部２２１は、求めた目標電圧Ｖ１０に基づいて、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１を制御することにより、第１蓄電池Ｂ１１の充電電力及び放電電力を調整する。また、第２制御部２２２は、調整処理において、第２蓄電池Ｂ１２の現在の電力Ｐ１、定格電力Ｐｍａｘ、充電率Ｒ１、充電率Ｒ１の許容される変動幅、及び許容電圧ΔＶを用いて、目標電圧Ｖ１０を求める。そして、第２制御部２２２は、求めた目標電圧Ｖ１０に基づいて、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２を制御することにより、第２蓄電池Ｂ１２の充電電力及び放電電力を調整する。

【0056】

（３）動作
まず、本実施形態の電力変換システム１００の基本的な動作について図２を用いて説明する。日中など、分散型電源１が十分な太陽光を受けて発電している場合、分散型電源１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２を介して、インバータ３に直流電力を出力する。インバータ３は、入力された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電力系統ＳＹ１に出力する。これにより、分散型電源１の発電する電力が、電力系統ＳＹ１に接続されている負荷に供給される。また、分散型電源１の発電電力に余剰電力がある場合、分散型電源１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２及び蓄電池システム２００を介して余剰電力を蓄電池Ｂ１（第１蓄電池Ｂ１１及び第２蓄電池Ｂ１２）に出力することで、蓄電池Ｂ１を充電する。その他、電力系統ＳＹ１がインバータ３及び蓄電池システム２００を介して蓄電池Ｂ１に直流電力を出力することで、蓄電池Ｂ１を充電してもよい。

【0057】

一方、天気が曇り又は雨、若しくは夜間など、分散型電源１が十分な太陽光を受けることができず発電していない場合、蓄電池Ｂ１は、蓄電池システム２００を介して、インバータ３に直流電力を出力する。インバータ３は、入力された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電力系統ＳＹ１に出力する。これにより、蓄電池Ｂ１が放電する電力が、電力系統ＳＹ１に接続されている負荷に供給される。

【0058】

また、電力系統ＳＹ１の停電等、電力系統ＳＹ１に異常が発生している場合、制御部１０は、解列リレー５を電力系統ＳＹ１から解列させ、かつ、自立リレー６を自立系統ＳＹ２に並列させることにより、自立運転を行う。この場合も、蓄電池Ｂ１は、蓄電池システム２００を介して、インバータ３に直流電力を出力する。インバータ３は、入力された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を自立系統ＳＹ２に出力する。これにより、蓄電池Ｂ１が放電する電力が、自立系統ＳＹ２に接続されている負荷に供給される。

【0059】

次に、本実施形態の蓄電池システム２００における制御部２２の調整処理の一例について、図４～図６Ｂを用いて説明する。本実施形態では、第１制御部２２１及び第２制御部２２２がそれぞれ以下に説明する調整処理を実行することになる。

【0060】

図４は、調整処理において、蓄電池Ｂ１の現在の電力Ｐ１及び充電率Ｒ１と、目標電圧Ｖ１０との相関を表している。図４では、縦軸が目標電圧Ｖ１０、横軸が蓄電池Ｂ１の現在の電力Ｐ１を表している。また、図４において、「Ｐｍａｘ（ｃｈａｒｇｅ）」は蓄電池Ｂ１の定格充電電力、「Ｐｍａｘ（ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）」は蓄電池Ｂ１の定格放電電力を表している。図５は、蓄電池Ｂ１の現在の電力Ｐ１が定格電力Ｐｍａｘである場合における、蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１と、目標電圧Ｖ１０との相関を表している。図５では、縦軸が目標電圧Ｖ１０、横軸が蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１を表している。図４及び図５の各々において、実線は蓄電池Ｂ１の充電時における目標電圧Ｖ１０の変位、一点鎖線は蓄電池Ｂ１の放電時における目標電圧Ｖ１０の変位を表している。また、図４及び図５の各々において、「Ｖ１」は目標電圧Ｖ１０の変動可能な範囲の上限値、「Ｖ２」は目標電圧Ｖ１０の変動可能な範囲の下限値を表している。

【0061】

図４及び図５に示すように、制御部２２は、調整処理において、蓄電池Ｂ１の入力電力（充電電力）又は出力電力（放電電力）と、蓄電池Ｂ１に関する蓄電池情報（充電率Ｒ１）とに基づいて、目標電圧Ｖ１０を変化させている。具体的には、制御部２２は、蓄電池Ｂ１の充電時においては、現在の電力（充電電力）Ｐ１が大きければ大きい程、又は蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１が大きければ大きい程、目標電圧Ｖ１０を大きくしている。また、制御部２２は、蓄電池Ｂ１の放電時においては、現在の電力（放電電力）Ｐ１が大きければ大きい程、又は蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１が小さければ小さい程、目標電圧Ｖ１０を小さくしている。

【0062】

図６Ａ及び図６Ｂは、いずれも第１蓄電池Ｂ１１及び第２蓄電池Ｂ１２を、それぞれ蓄電池システム２００を用いて繰り返し充電及び放電させた場合における、第１蓄電池Ｂ１１及び第２蓄電池Ｂ１２の各々の充電率Ｒ１の時系列変化を表している。ただし、図６Ａでは、蓄電池システム２００の第１制御部２２１及び第２制御部２２２は、いずれも調整処理を実行していない。図６Ａ及び図６Ｂでは、いずれも縦軸が蓄電池Ｂ１（第１蓄電池Ｂ１１及び第２蓄電池Ｂ１２）の充電率Ｒ１、横軸が時間を表している。また、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、いずれも実線は第１蓄電池Ｂ１１の充電率Ｒ１の時系列変化、破線は第２蓄電池Ｂ１２の充電率Ｒ１の時系列変化を表している。

【0063】

図６Ａ及び図６Ｂに示す例では、いずれも蓄電池システム２００による制御の開始時点において、第１蓄電池Ｂ１１の充電率Ｒ１は約８０〔％〕、第２蓄電池Ｂ１２の充電率Ｒ１は約５０〔％〕である。つまり、図６Ａ及び図６Ｂに示す例では、いずれも第１蓄電池Ｂ１１及び第２蓄電池Ｂ１２の残容量は、蓄電池システム２００による制御の開始時点において互いに異なっている。そして、第１制御部２２１及び第２制御部２２２がそれぞれ調整処理を実行している図６Ｂに示す例では、図６Ａに示す例と比較して、蓄電池システム２００に制御されて充電及び放電を繰り返すことにより、充電率Ｒ１の差ΔＳが収束していく。

【0064】

上述のように、本実施形態の蓄電池システム２００では、蓄電池Ｂ１の残容量に応じて直流バスＤＢ１のバス電圧ＶＢ１の目標電圧Ｖ１０を調整する調整処理を実行することで、蓄電池Ｂ１の充電電力及び放電電力を調整することが可能である。このため、本実施形態では、調整処理を実行せずに蓄電池Ｂ１の充電及び放電を行った場合に生じ得る下記の問題を解消し得る。

【0065】

例えば、第１蓄電池Ｂ１１の定格放電電力が１．０〔ｋＷ〕、第２蓄電池Ｂ１２の定格放電電力が２．０〔ｋＷ〕であると仮定する。この場合、第１蓄電池Ｂ１１及び第２蓄電池Ｂ１２の各々の充電率Ｒ１が０〔％〕よりも大きい状態では、第１蓄電池Ｂ１１及び第２蓄電池Ｂ１２を含む蓄電池群は、３．０〔ｋＷ〕の放電電力を出力することが可能である。一方、第１蓄電池Ｂ１１及び第２蓄電池Ｂ１２のうちのいずれかの蓄電池の残容量が先に尽きた場合、電力系統ＳＹ１又は自立系統ＳＹ２に接続されている負荷に対して、想定よりも小さい電力が供給されることになる。例えば、第１蓄電池Ｂ１１の充電率Ｒ１が先に０〔％〕となった場合、電力系統ＳＹ１又は自立系統ＳＹ２に接続されている負荷に対して、蓄電池群は想定（ここでは、３．０〔ｋＷ〕）よりも小さい２．０〔ｋＷ〕の放電電力しか出力することができない。

【0066】

これに対して、本実施形態では、複数の蓄電池Ｂ１の各々に対して、蓄電池Ｂ１の残容量に応じて充電電力及び放電電力が調整されるため、先にいずれかの蓄電池Ｂ１の残容量が尽きるといった事態が生じにくい。したがって、本実施形態では、上記のように電力系統ＳＹ１又は自立系統ＳＹ２に接続されている負荷に対して、想定よりも小さい電力が供給されるという事態が生じにくい、という利点がある。

【0067】

また、本実施形態では、制御部２２は、他の蓄電池Ｂ１に関する蓄電池情報を取得せずとも、制御対象の蓄電池Ｂ１の残容量を調整することができる。このため、本実施形態では、例えばＢＭＵ（Battery Management Unit）により複数の蓄電池Ｂ１の各々の残容量を監視しながら各蓄電池Ｂ１の充電及び放電を制御する必要がない。言い換えれば、本実施形態では、複数の蓄電池Ｂ１の各々の蓄電池情報を参照する全体制御が不要である、という利点がある。このため、本実施形態では、例えば蓄電池システム２００の制御対象となる蓄電池Ｂ１の数を増加させる際に、制御対象となる蓄電池Ｂ１と１対１に対応するＤＣ／ＤＣコンバータ２１及び制御部２２の組を増加させるだけでよい。つまり、本実施形態では、上記の全体制御と比較して、制御を複雑化することなく蓄電池システム２００を拡張しやすい、という利点がある。

【0068】

（４）変形例
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つにすぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、蓄電池システム２００と同様の機能は、制御方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。

【0069】

一態様に係る制御方法は、蓄電池Ｂ１と直流バスＤＢ１との間に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御することにより蓄電池Ｂ１の充電及び放電を制御する方法である。制御方法は、蓄電池Ｂ１の入力電力、出力電力、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の入力電力、出力電力、及び蓄電池Ｂ１に関する蓄電池情報のうちの少なくとも１つに基づいて、直流バスＤＢ１に印加されるバス電圧ＶＢ１の目標電圧Ｖ１０を変化させる。また、一態様に係るプログラムは、１以上のプロセッサに、上記の制御方法を実行させる。

【0070】

以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

【0071】

本開示における蓄電池システム２００は、例えば制御部２２にコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における制御部２２としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

【0072】

また、制御部２２における複数の機能が、１つの筐体に集約されていることは制御部２２に必須の構成ではない。制御部２２の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、制御部２２の少なくとも一部の機能は、例えば、サーバ装置及びクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。反対に、上述の実施形態のように、制御部２２の全ての機能が、１つの筐体に集約されていてもよい。

【0073】

上述の実施形態では、制御部２２は、蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１の許容される変動幅の全体にわたって調整処理を実行しているが、これに限らない。例えば、制御部２２は、蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１の許容される変動幅の一部においてのみ調整処理を実行してもよい。言い換えれば、制御部２２は、蓄電池Ｂ１が特定の条件を満たしている場合に、目標電圧Ｖ１０を変化させてもよい。さらに言えば、特定の条件は、蓄電池Ｂ１の満充電容量に対する残容量の割合（つまり、充電率Ｒ１）が所定値以下であってもよい。

【0074】

以下、変形例の調整処理について図７を用いて説明する。図７は、蓄電池Ｂ１の現在の電力Ｐ１が定格電力Ｐｍａｘである場合における、蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１と、目標電圧Ｖ１０との相関を表している。図７では、縦軸が目標電圧Ｖ１０、横軸が蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１を表している。また、図７において、実線は蓄電池Ｂ１の充電時における目標電圧Ｖ１０の変位、一点鎖線は蓄電池Ｂ１の放電時における目標電圧Ｖ１０の変位を表している。さらに、図７において、「Ｖ１」は目標電圧Ｖ１０の変動可能な範囲の上限値、「Ｖ２」は目標電圧Ｖ１０の変動可能な範囲の下限値を表している。

【0075】

図７に示す例では、制御部２２は、蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１が５０％を上回っている間においては、目標電圧Ｖ１０を変化させず、充電率Ｒ１が５０％以下になると、充電率Ｒ１に応じて目標電圧Ｖ１０を変化させている。この態様では、蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１が所定値よりも小さい状況、つまり蓄電池Ｂ１の残容量が尽きそうな状況において、蓄電池Ｂ１の残容量を調整する機能を発揮させやすい、という利点がある。つまり、変形例の調整処理では、充電率Ｒ１の変化に対する目標電圧Ｖ１０の変化量は、上述の実施形態の調整処理と比較して大きくなる。このため、変形例の調整処理では、蓄電池システム２００又は電力変換システム１００の要求に起因して許容電圧ΔＶが比較的小さい場合でも、調整処理の有効性を向上することが可能である。

【0076】

なお、特定の条件は、充電率Ｒ１が所定値以下であることに限らず、例えば、蓄電池Ｂ１の残容量が所定値以下であることであってもよい。

【0077】

上述の実施形態において、制御部２２は、測定部２３のキャリブレーションを定期的に実行する機能を有していてもよい。キャリブレーションにおいては、制御部２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に直流バスＤＢ１を介して接続されている他回路（ここでは、センサ３１）からの情報に基づいて、測定部２３で測定されるバス電圧ＶＢ１を調整する処理を実行する。

【0078】

具体的には、制御部２２は、インバータ３の一対の入力端子間に接続されているセンサ３１（他回路）で測定されたバス電圧ＶＢ１の測定結果を、例えば電力変換システム１００の制御部１０と通信することにより定期的に取得する。そして、制御部２２は、取得したバス電圧ＶＢ１を、測定部２３で測定されたバス電圧ＶＢ１で除算することで補正係数を求め、補正係数をメモリに記憶する。以後、制御部２２は、次のキャリブレーションを実行するまでの間においては、測定部２３で測定されたバス電圧ＶＢ１に補正係数を乗じた電圧値を用いて、調整処理を実行する。

【0079】

この態様では、測定部２３で測定されるバス電圧ＶＢ１を、センサ３１（他回路）で測定されたバス電圧ＶＢ１に調整することができるので、蓄電池Ｂ１の残容量を調整する際に参照されるバス電圧ＶＢ１の測定精度を向上することができる、という利点がある。

【0080】

上述の実施形態では、制御部２２は、蓄電池情報として蓄電池Ｂ１の充電率Ｒ１を用いているが、これに限らない。例えば、制御部２２は、蓄電池情報として蓄電池Ｂ１の残容量を用いてもよい。つまり、制御部２２は、少なくとも蓄電池情報に基づいて、目標電圧Ｖ１０を変化させる。そして、蓄電池情報は、蓄電池Ｂ１の残容量と、蓄電池Ｂ１の満充電容量に対する残容量の割合（つまり、充電率Ｒ１）と、の少なくとも一方を含んでいればよい。もちろん、制御部２２は、蓄電池Ｂ１の残容量と充電率Ｒ１との両方を用いてもよい。

【0081】

上述の実施形態において、制御部２２は、蓄電池情報のみに基づいて目標電圧Ｖ１０を変化させる態様であってもよい。また、制御部２２は、蓄電池Ｂ１の入力電力若しくは出力電力、又はＤＣ／ＤＣコンバータ２１の入力電力若しくは出力電力のみに基づいて目標電圧Ｖ１０を変化させる態様であってもよい。

【0082】

上述の実施形態では、蓄電池システム２００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１及び制御部２２を１つの組として複数組を備えているが、１組のみを備える態様であってもよい。つまり、蓄電池システム２００は、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ２１と、このＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対応する１つの制御部２２と、を備える態様であってもよい。

【0083】

上述の実施形態では、インバータ３は蓄電池システム２００の構成要素に含まれていないが、蓄電池システム２００の構成要素に含まれていてもよい。つまり、蓄電池システム２００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に直流バスＤＢ１を介して接続されるインバータ３を更に備えていてもよい。

【0084】

上述の実施形態において、蓄電池Ｂ１は蓄電池システム２００の構成要素に含まれていないが、蓄電池システム２００の構成要素に含まれていてもよい。つまり、蓄電池システム２００は、蓄電池Ｂ１を更に備えていてもよい。

【0085】

上述の実施形態では、電力変換システム１００は、入力キャパシタＣ０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２、出力キャパシタＣ１、及びノイズフィルタ４を備えているが、これらの一部又は全部を備えていなくてもよい。例えば、電力変換システム１００において、分散型電源１とインバータ３との間にＤＣ／ＤＣコンバータ２が接続されていなくてもよい。

【0086】

上述の実施形態において、分散型電源１は太陽光発電装置であるが、これに限定する趣旨ではない。例えば、分散型電源１は、蓄電池（電気自動車用の蓄電池を含む）、又は燃料電池などの発電装置であってもよい。また、分散型電源１は、風力、水力、地熱、及びバイオマスなど、太陽光以外の再生可能エネルギーを利用した発電装置であってもよい。

【0087】

上述の実施形態において、電力変換システム１００及び蓄電池システム２００は、非住宅施設に導入されることに限らず、住宅に導入されてもよいし、電気自動車等、施設以外に導入されてもよい。

【0088】

（まとめ）
以上述べたように、第１の態様に係る蓄電池システム（２００）は、双方向のＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）と、制御部（２２）と、を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）は、蓄電池（Ｂ１）と直流バス（ＤＢ１）との間に接続される。制御部（２２）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）を制御することにより、蓄電池（Ｂ１）の充電及び放電を制御する。制御部（２２）は、蓄電池（Ｂ１）の入力電力、出力電力、ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）の入力電力、出力電力、及び蓄電池（Ｂ１）に関する蓄電池情報のうちの少なくとも１つに基づいて、直流バス（ＤＢ１）に印加されるバス電圧（ＶＢ１）の目標電圧（Ｖ１０）を変化させる。

【0089】

この態様によれば、蓄電池（Ｂ１）の残容量を調整しやすい、という利点がある。

【0090】

第２の態様に係る蓄電池システム（２００）では、第１の態様において、制御部（２２）は、少なくとも蓄電池情報に基づいて、目標電圧（Ｖ１０）を変化させる。蓄電池情報は、蓄電池（Ｂ１）の残容量と、蓄電池（Ｂ１）の満充電容量に対する残容量の割合と、の少なくとも一方を含む。

【0091】

この態様によれば、蓄電池（Ｂ１）の残容量及び蓄電池（Ｂ１）の満充電容量に対する残容量の割合を用いない場合と比較して、蓄電池（Ｂ１）の残容量をより調整しやすい、という利点がある。

【0092】

第３の態様に係る蓄電池システム（２００）では、第１又は第２の態様において、制御部（２２）は、目標電圧（Ｖ１０）とバス電圧（ＶＢ１）との差分（Ｄｉｆｆ）に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）の動作を制御する。

【0093】

この態様によれば、蓄電池（Ｂ１）の充電電力又は放電電力を制御しやすい、という利点がある。

【0094】

第４の態様に係る蓄電池システム（２００）では、第１～第３のいずれかの態様において、制御部（２２）は、蓄電池（Ｂ１）が特定の条件を満たしている場合に、目標電圧（Ｖ１０）を変化させる。

【0095】

この態様によれば、特定の条件に依らず目標電圧（Ｖ１０）を変化させる場合と比較して、蓄電池（Ｂ１）の残容量を調整しやすい、という利点がある。

【0096】

第５の態様に係る蓄電池システム（２００）では、第４の態様において、特定の条件は、蓄電池（Ｂ１）の満充電容量に対する残容量の割合が所定値以下である。

【0097】

この態様によれば、蓄電池（Ｂ１）の残容量が尽きそうな状況において、蓄電池（Ｂ１）の残容量を調整する機能を発揮させやすい、という利点がある。

【0098】

第６の態様に係る蓄電池システム（２００）は、第１～第５のいずれかの態様において、バス電圧（ＶＢ１）を測定する測定部（２３）を更に備える。制御部（２２）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）に直流バス（ＤＢ１）を介して接続されている他回路（ここでは、センサ（３１））からの情報に基づいて、測定部（２３）で測定されるバス電圧（ＶＢ１）を調整する。

【0099】

この態様によれば、蓄電池（Ｂ１）の残容量を調整する際に参照されるバス電圧（ＶＢ１）の測定精度を向上することができる、という利点がある。

【0100】

第７の態様に係る蓄電池システム（２００）は、第１～第６のいずれかの態様において、ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）を複数備える。

【0101】

この態様によれば、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）にそれぞれ接続される複数の蓄電池（Ｂ１）の各々において、蓄電池（Ｂ１）の残容量を調整しやすい、という利点がある。

【0102】

第８の態様に係る蓄電池システム（２００）は、第１～第７のいずれかの態様において、ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）に直流バス（ＤＢ１）を介して接続されるインバータ（３）を更に備える。

【0103】

この態様によれば、蓄電池（Ｂ１）の残容量を調整しやすい、という利点がある。

【0104】

第９の態様に係る蓄電池システム（２００）は、第１～第８のいずれかの態様において、蓄電池（Ｂ１）を更に備える。

【0105】

この態様によれば、蓄電池（Ｂ１）の残容量を調整しやすい、という利点がある。

【0106】

第１０の態様に係る制御方法は、蓄電池（Ｂ１）と直流バス（ＤＢ１）との間に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）を制御することにより蓄電池（Ｂ１）の充電及び放電を制御する方法である。制御方法は、蓄電池（Ｂ１）の入力電力、出力電力、ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）の入力電力、出力電力、及び蓄電池（Ｂ１）に関する蓄電池情報のうちの少なくとも１つに基づいて、直流バス（ＤＢ１）に印加されるバス電圧（ＶＢ１）の目標電圧（Ｖ１０）を変化させる。

【0107】

この態様によれば、蓄電池（Ｂ１）の残容量を調整しやすい、という利点がある。

【0108】

第１１の態様に係るプログラムは、１以上のプロセッサに、第１０の態様に係る制御方法を実行させる。

【0109】

この態様によれば、蓄電池（Ｂ１）の残容量を調整しやすい、という利点がある。

【0110】

第２～第９の態様に係る構成については、蓄電池システム（２００）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

【符号の説明】

【0111】

２１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２ 制御部
２３ 測定部
３ インバータ
３１ センサ（他回路）
２００ 蓄電池システム
Ｂ１ 蓄電池
ＤＢ１ 直流バス
Ｄｉｆｆ 差分
Ｖ１０ 目標電圧
ＶＢ１ バス電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】