特許 7472602 蓄電システム及び蓄電装置

(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】

(24)【登録日】2024-04-15

(45)【発行日】2024-04-23

(54)【発明の名称】蓄電システム及び蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240416BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20240416BHJP

   H02J 1/12 20060101ALI20240416BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20240416BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20240416BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302C

H02J1/00 306L

H02J1/00 309D

H02J1/00 309L

H02J1/12

H02J7/00 303C

H02J7/02 J

H02J7/34 B

H02J7/34 J

H02J7/35 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020062867

(22)【出願日】2020-03-31

(65)【公開番号】P2021164247

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】100097113

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 城之

(72)【発明者】

【氏名】松本 剛幸

【審査官】宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１４６３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１２７３９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０１９５７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１０／４２－１０／４８

Ｈ０２Ｊ１／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４－７／３６

Ｈ０２Ｍ３／００－３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電力を蓄電する蓄電池が接続された蓄電装置を基本単位とし、ＤＣ接続バスに接続された複数の前記蓄電装置が前記ＤＣ接続バスのグリッド電圧の制御で個別に充電または放電を制御して電力融通を実行する蓄電システムであって、
複数の前記蓄電装置は、
前記ＤＣ接続バスに接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを充電用または放電用として設定する融通制御部と、
前記蓄電池の蓄電量を検出する蓄電量検出部と、をそれぞれ備え、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記充電用として設定されると、前記グリッド電圧の増加により充電電流が増加する充電特性に基づいて充電を制御し、前記蓄電池の蓄電量が予め設定されたシフト範囲である場合、前記充電電流がゼロになるオフセット電圧が増加する方向に前記充電特性をシフトさせ、前記グリッド電圧が前記オフセット電圧以上の場合、充電方向の電流が正となる充電領域として動作し、前記グリッド電圧が前記オフセット電圧未満の場合、充電方向の電流が負となる放電領域として動作することを特徴とする蓄電システム。

【請求項2】

前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記蓄電池の蓄電量が多い程、前記充電特性をシフトさせるシフト量を増加させることを特徴とする請求項１記載の蓄電システム。

【請求項3】

複数の前記蓄電装置は、
太陽電池によって発電された発電電力を受電する電力受電部と、
負荷が消費する消費電力を供給する電力供給部と、をそれぞれ備え、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記発電電力から前記消費電力を減算した値が閾値よりも小さい場合、その程度に応じて前記シフト量を減少させることを特徴とする請求項２記載の蓄電システム。

【請求項4】

複数の前記蓄電装置は、保護が必要な異常を検出する異常検出回路をそれぞれ備え、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記異常検出回路によって異常が検出された場合、前記オフセット電圧が増加する方向に前記充電特性をシフトさせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蓄電システム。

【請求項5】

直流電力を蓄電する蓄電池とＤＣ接続バスとの間に接続され、前記ＤＣ接続バスのグリッド電圧の制御で個別に充電または放電を制御して前記ＤＣ接続バスに接続された他の蓄電装置との間で電力融通を実行する蓄電装置であって、
前記ＤＣ接続バスに接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを充電用または放電用として設定する融通制御部と、
前記蓄電池の蓄電量を検出する蓄電量検出部と、を備え、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記充電用として設定されると、前記グリッド電圧の増加により充電電流が増加する充電特性に基づいて充電を制御し、前記蓄電池の蓄電量が予め設定されたシフト範囲である場合、前記充電電流がゼロになるオフセット電圧が増加する方向に前記充電特性をシフトさせ、前記グリッド電圧が前記オフセット電圧以上の場合、充電方向の電流が正となる充電領域として動作し、前記グリッド電圧が前記オフセット電圧未満の場合、充電方向の電流が負となる放電領域として動作することを特徴とする蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分散設置された複数の電力蓄電装置間で電力融通を行う蓄電システム及び蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自然エネルギーの利用方法として、系統連系ではなく自己消費（自家消費）システムへのシフトが予想されている。自己消費システムとしては、例えば、防災拠点において、太陽電池装置で発電された電力を蓄電する蓄電装置が考えられる。

【0003】

そこで、本出願人は、ＤＣ接続バスに接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを放電用と充電用とに切り換えるだけで、各蓄電装置間を電力融通制御させることができ、エネルギーの利用効率が高く、リスク低減された安価なシステムを提案した（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６４５８８９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来技術では、全ての蓄電装置が充電特性で動作する場合、蓄電装置間で電力融通が行われない。従って、負荷（消費電力）が大きい装置ほど早くダウンする虞があり、蓄電システムの安定した運用が困難になってしまうという問題点があった。

【0006】

本発明の目的は、従来技術の上記問題を解決し、全ての蓄電装置が充電特性で動作する場合でも、負荷が大きい装置がダウンするリスクが低減し、長期的に安定して運用が可能となる蓄電システム及び蓄電装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の蓄電システムは、直流電力を蓄電する蓄電池が接続された蓄電装置を基本単位とし、ＤＣ接続バスに接続された複数の前記蓄電装置が前記ＤＣ接続バスのグリッド電圧の制御で個別に充電または放電を制御して電力融通を実行する蓄電システムであって、複数の前記蓄電装置は、前記ＤＣ接続バスに接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを充電用または放電用として設定する融通制御部と、前記蓄電池の蓄電量を検出する蓄電量検出部と、をそれぞれ備え、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記充電用として設定されると、前記グリッド電圧の増加により充電電流が増加する充電特性に基づいて充電を制御し、前記蓄電池の蓄電量が予め設定されたシフト範囲である場合、前記充電電流がゼロになるオフセット電圧が増加する方向に前記充電特性をシフトさせ、前記グリッド電圧が前記オフセット電圧以上の場合、充電方向の電流が正となる充電領域として動作し、前記グリッド電圧が前記オフセット電圧未満の場合、充電方向の電流が負となる放電領域として動作することを特徴とする。
本発明の蓄電装置は、直流電力を蓄電する蓄電池とＤＣ接続バスとの間に接続され、前記ＤＣ接続バスのグリッド電圧の制御で個別に充電または放電を制御して前記ＤＣ接続バスに接続された他の蓄電装置との間で電力融通を実行する蓄電装置であって、前記ＤＣ接続バスに接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを充電用または放電用として設定する融通制御部と、前記蓄電池の蓄電量を検出する蓄電量検出部と、を備え、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記充電用として設定されると、前記グリッド電圧の増加により充電電流が増加する充電特性に基づいて充電を制御し、前記蓄電池の蓄電量が予め設定されたシフト範囲である場合、前記充電電流がゼロになるオフセット電圧が増加する方向に前記充電特性をシフトさせ、前記グリッド電圧が前記オフセット電圧以上の場合、充電方向の電流が正となる充電領域として動作し、前記グリッド電圧が前記オフセット電圧未満の場合、充電方向の電流が負となる放電領域として動作することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、全ての蓄電装置が充電特性で動作する場合でも、ＳＯＣが高い蓄電装置からＳＯＣが低い蓄電装置へ電力を融通することができるため、負荷が大きい蓄電装置がダウンするリスクが低減し、長期的に安定して運用が可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係る蓄電システムの実施の形態の構成例を示す構成図である。

【図2】図１に示す蓄電装置の構成を示すブロック図である。

【図3】図２に示す第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧特性を示す図である。

【図4】図２に示す融通制御部による第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの設定動作を説明するフローチャートである。

【図5】図１に示す蓄電装置による電力融通動作を説明する説明図である。

【図6】図５（ａ）、（ｂ）に示す電力融通動作における出力電圧特性の動作点を示す図である。

【図7】図５（ｃ）に示す電力融通動作における出力電圧特性の動作点を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付して適宜説明を省略する。

【0011】

本実施の形態は、図１を参照すると、蓄電池２が接続された蓄電装置１を１つの基本単位として、複数の蓄電装置１をＤＣ接続バス２０で並列に接続し、蓄電装置１間の電力融通を実施する蓄電システムである。なお、ＤＣ接続バス２０は、無電化地域や防災地区等の安定した電源（電力系統等）に接続されていないＤＣグリッドを形成する。また、図１には、３台の蓄電装置１をＤＣ接続バス２０に接続した例が示されているが、ＤＣ接続バス２０に接続する蓄電装置１の台数に制限はない。

【0012】

蓄電装置１は、電力融通端子Ｔ１と、蓄電地接続端子Ｔ２と、ＰＶ接続端子Ｔ３と、負荷接続端子Ｔ４とをそれぞれ備えている。

【0013】

電力融通端子Ｔ１は、ＤＣ接続バス２０に接続され、直流電力を送受電する端子である。蓄電地接続端子Ｔ２は、接続された蓄電池２の充放電用の端子である。ＰＶ接続端子Ｔ３は、接続箱３１を介して接続された太陽電池３によって発電された直流電力を受電する端子である。負荷接続端子Ｔ４は、接続された負荷４に電力を供給する端子である。

【0014】

蓄電装置１は、図２を参照すると、第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１（以下、第１ＤＣ／ＤＣ１１と称す）と、第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２（以下、第２ＤＣ／ＤＣ１２と称す）と、ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、ＰＣＳ１４と、電流センサ１５、１６と、蓄電量検出部１７と、融通制御部１８とを備えている。そして、第１ＤＣ／ＤＣ１１と、第２ＤＣ／ＤＣ１２と、ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータ１３及びＰＣＳ１４は、ＤＣリンク１９を介して接続されている。

【0015】

第２ＤＣ／ＤＣ１２は、蓄電地接続端子Ｔ２とＤＣリンク１９との間に接続され、ＤＣリンク１９のＤＣリンク電圧一定制御（固定値制御）で蓄電池２を充放電する充放電器である。第２ＤＣ／ＤＣ１２は、蓄電池２を充電する際、ＤＣリンク１９の直流電圧を蓄電池２の充電に適した電圧に変換して蓄電池２への充電を行う。また、第２ＤＣ／ＤＣ１２は、蓄電池２から放電する際、蓄電池２の直流電圧をＤＣリンク１９の直流電圧に変換して蓄電池２からの放電を行う。

【0016】

ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、ＰＶ接続端子Ｔ３とＤＣリンク１９との間に接続され、太陽電池３によって発電された直流電力を受電する最大電力点追従方式（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）のＤＣ／ＤＣコンバータである。ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、太陽電池３から受電した直流電力をＤＣリンク１９に出力する。

【0017】

ＰＣＳ１４は、負荷接続端子Ｔ４とＤＣリンク１９との間に接続され、ＤＣリンク１９の直流電圧を負荷４に適した電力に変換して負荷４に供給するパワーコンディショナシステムである。

【0018】

電流センサ１５は、蓄電池２が充放電される際に検出された充放電電流に基づいて蓄電量を検出する蓄電量検出部１７に出力する。

【0019】

電流センサ１６は、太陽電池３の発電電流Ｉｐｖを検出し、融通制御部１８に出力する。

【0020】

蓄電量検出部１７は、蓄電池２の蓄電量の検出として、電流センサ１５によって検出された蓄電池２の充放電電流に基づいて、蓄電池２のＳＯＣ（State of charge）を算出する。蓄電量検出部１７は、蓄電池２の充電電流と、放電電流とそれぞれ積算し、その差分値に基づいてＳＯＣを算出する。なお、蓄電量は、蓄電池２の端子電圧等に基づいて検出しても良い。

【0021】

融通制御部１８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の情報処理部である。ＲＯＭには制御プログラムが記憶されている。融通制御部１８のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムをＲＡＭに展開させることで動作する。

【0022】

融通制御部１８は、太陽電池３の発電状態と、ＳＯＣとに基づいて、第１ＤＣ／ＤＣ１１を放電用もしくは充電用に設定する。また、融通制御部１８は、第１ＤＣ／ＤＣ１１を充電用に設定し、ＳＯＣが予め設定されたシフト範囲内である場合、ＳＯＣに応じた出力電圧特性（ドループ特性）のシフト量を決定して第１ＤＣ／ＤＣ１１に通知する。

【0023】

第１ＤＣ／ＤＣ１１は、電力融通端子Ｔ１とＤＣリンク１９との間に接続され、所定の出力電圧特性（ドループ特性）に基づいて、ＤＣ接続バス２０の電圧（以下、グリッド電圧と称す）制御で個別に制御する。

【0024】

第１ＤＣ／ＤＣ１１は、放電用として設定されると、図３（ａ）に示す放電特性に基づいて、グリッド電圧制御で個別に制御する。図３（ａ）に示す放電特性は、放電方向の電流を正とし、グリッド電圧の増加により放電電流が低下する負の傾きを有し、グリッド電圧Ｖ_２で放電電流がゼロになるように設定されている。

【0025】

第１ＤＣ／ＤＣ１１は、充電用として設定され、シフト量の通知がない場合、図３（ｂ）に示す基準充電特性に基づいて、グリッド電圧制御で個別に制御する。図３（ｂ）に示す充電特性は、充電方向の電流を正とし、グリッド電圧Ｖ_２よりも低いグリッド電圧Ｖ_１で充電電流がゼロでＤＣ接続バス２０のグリッド電圧の増加に従い充電電流が増加する正の傾きに設定されている。

【0026】

第１ＤＣ／ＤＣ１１は、充電用として設定され、シフト量Ｖ_Ｘの通知がある場合、図３（ｃ）に示すように、通知されたシフト量分、充電電流がゼロになるオフセット電圧Ｖ_１が増加する方向に基準充電特性をシフトさせたシフト充電特性に基づいて、グリッド電圧制御で個別に制御する。図３（ｃ）に示す充電特性は、充電方向の電流を正とし、グリッド電圧Ｖ_１にシフト量Ｖ_Ｘを加えたグリッド電圧（Ｖ_１＋Ｖ_Ｘ）で充電電流がゼロでＤＣ接続バス２０のグリッド電圧の増加により充電電流が増加する正の傾きに設定されている。なお、シフト充電特性では、グリッド電圧が（Ｖ_１＋Ｖ_Ｘ）以上の場合、充電方向の電流が正となる充電領域となり、グリッド電圧が（Ｖ_１＋Ｖ_Ｘ）未満の場合、充電方向の電流が負となる放電領域となる。

【0027】

以下、融通制御部１８による第１ＤＣ／ＤＣ１１の設定動作について図４を参照して詳細に説明する。
図４を参照すると、融通制御部１８は、太陽電池３の発電の有無を判断するため、電流センサ１６によって検出される発電電流Ｉｐｖが０（Ａ）以下か否かを判断する（ステップＳ１０１）。なお、発電電流Ｉｐｖではなく、別途に設けた照度計の出力に基づいて発電の有無を判断しても良く、また、時刻によって発電の有無を判断するようにしても良い。

【0028】

融通制御部１８は、ステップＳ１０１で発電電流Ｉｐｖが０（Ａ）以下の場合に太陽電池３が未発電状態と判断する。そして、融通制御部１８は、蓄電量検出部１７によって算出されたＳＯＣが、電池残量が十分か否かを判断するための下側閾値ＴＨ_１（例えば、２０％）以上か否かを判断する（ステップＳ１０２）。

【0029】

融通制御部１８は、ステップＳ１０１で発電電流Ｉｐｖが０（Ａ）を上回る場合に太陽電池３が発電状態と判断する。そして、融通制御部１８は、蓄電量検出部１７によって算出されたＳＯＣが、電池残量が満充電に近づいているか否かを判断するための上側閾値ＴＨ_２（例えば、７０％）以上か否かを判断する（ステップＳ１０３）。なお、上側閾値ＴＨ_２は、下側閾値ＴＨ_１よりも大きい値に設定されている。

【0030】

ステップＳ１０２でＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１以上の場合と、ステップＳ１０３でＳＯＣが上側閾値ＴＨ_２以上の場合とにおいて、融通制御部１８は、電池残量が十分であると判断し、第１ＤＣ／ＤＣ１１を放電用に設定し（ステップＳ１０４）、設定動作を終了する。これにより、第１ＤＣ／ＤＣ１１は、図３（ａ）に示す放電特性に基づいて動作し、ＤＣ接続バス２０に接続され、充電用に設定された他の蓄電装置１に電力を融通する放電可能状態になる。

【0031】

ステップＳ１０２でＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１未満の場合と、ステップＳ１０３でＳＯＣが上側閾値ＴＨ_２未満の場合とにおいて、融通制御部１８は、電池残量が不十分であると判断し、第１ＤＣ／ＤＣ１１を充電用に設定する（ステップＳ１０５）。

【0032】

これにより、日中、太陽電池３が発電し蓄電池２を充電している状態において、蓄電池２の蓄電量が浅くＳＯＣが上側閾値ＴＨ_２未満の蓄電装置１は充電可能状態として待機し、ＳＯＣが上側閾値ＴＨ_２以上になった蓄電装置１が充電可能状態から放電可能状態に遷移して、充電可能状態で待機している蓄電装置１へ電力を融通する。

【0033】

そして、太陽電池３が発電していない状態において、蓄電池２の蓄電量が残り少なくＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１未満の蓄電装置１は充電可能状態となると共に、ＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１以上の蓄電装置１は放電可能状態となり、充電可能状態の蓄電装置１へ電力を融通する。

【0034】

次に、融通制御部１８は、蓄電量検出部１７によって算出されたＳＯＣが、下側閾値ＴＨ_１～上側閾値ＴＨ_２の間に設定されたシフト範囲（ＴＨ_ｎ以上ＴＨ_Ｐ以下）内か否かを判断する（ステップＳ１０６）。シフト範囲の下限値ＴＨ_ｎは、下側閾値ＴＨ_１以上の値に設定され、シフト範囲の上限値ＴＨ_Ｐは、上側閾値ＴＨ_２以下の値に設定される。

【0035】

ステップＳ１０６でＳＯＣがシフト範囲外である場合、融通制御部１８は、シフト量Ｖ_Ｘを通知することなく、設定動作を終了する。これにより、第１ＤＣ／ＤＣ１１は、図３（ｂ）に示す基準充電特性に基づいて動作し、ＤＣ接続バス２０に接続され、放電用に設定された他の蓄電装置１から電力を融通される充電可能状態になる。

【0036】

ステップＳ１０６でＳＯＣがシフト範囲内である場合、融通制御部１８は、シフト量Ｖ_Ｘを決定し（ステップＳ１０７）、決定したシフト量Ｖ_Ｘを第１ＤＣ／ＤＣ１１に通知して（ステップＳ１０８）、設定動作を終了する。これにより、第１ＤＣ／ＤＣ１１は、図３（ｃ）に示すシフト充電特性に基づいて動作し、ＤＣ接続バス２０に接続され、放電用に設定された他の蓄電装置１から電力を融通される充電可能状態になる。

【0037】

シフト量Ｖ_Ｘは、（グリッド電圧Ｖ_２－グリッド電圧Ｖ_１）よりも小さい値に設定される。そして、シフト量Ｖ_Ｘは、固定値でも良いが、ＳＯＣが大きい程、大きい値に決定する好適であり、例えば、次式によって算出する。
Ｖ_Ｘ＝（Ｖ_０－Ｖ_１）×（ＳＯＣ－ＴＨ_ｎ）／（ＴＨ_Ｐ－ＴＨ_ｎ）
但し、Ｖ_０は、グリッド電圧Ｖ_１とグリッド電圧Ｖ_２との間に設定されたグリッド電圧である。なお、上記の式で算出されるシフト量Ｖ_Ｘは、ＳＯＣが高いほど程、（Ｖ_０－Ｖ_１）を上限としてリニアに増加することになるが、シフト量Ｖ_Ｘを段階的に増加させるようにしても良い。

【0038】

なお、融通制御部１８は、ステップＳ１０１～Ｓ１０３、Ｓ１０６の判断を定期的に行っており、ステップＳ１０１～Ｓ１０３、Ｓ１０６の判断が変化した場合に、上述の設定動作を実行する。これにより、太陽電池３の発電状態や、蓄電池２の蓄電量の変化に対応することができる。

【0039】

これにより、夜間、太陽電池３が発電していない状態においては、蓄電量が十分でＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１以上の蓄電装置１は放電可能状態として待機する。そして、ＳＯＣが下側閾値ＴＨ_１未満になった蓄電装置１から充電可能状態に遷移し、電力の融通を受けることができる。

【0040】

また、日中、太陽電池３が発電し蓄電池２を充電している状態において、蓄電池２の蓄電量が浅くＳＯＣが上側閾値ＴＨ_２未満の蓄電装置１は充電可能状態として待機する。そして、ＳＯＣが下側閾値ＴＨ_２以上になった蓄電装置１が充電可能状態から放電可能状態に遷移し，充電可能状態で待機している蓄電装置１へ電力を融通する。

【0041】

さらに、日中、太陽電池３が発電し蓄電池２を充電している状態において、蓄電池２の蓄電量がシフト範囲（ＴＨｎ以上ＴＨｐ以下）以内の蓄電装置１はシフト量Ｖ_Ｘ増加したシフト充電特性で動作し、基準充電特性で動作する蓄電装置１と異なる蓄電量で充電することができる。

【0042】

図５（ａ）には、２台の蓄電装置１がＤＣ接続バス２０に接続され、１台目の第１ＤＣ／ＤＣ１１が放電用（放電特性）に、２台目の第１ＤＣ／ＤＣ１１が充電用（基準充電特性）にそれぞれ設定された状態が示されている。この状態では、図６（ａ）に示すように、基準充電特性と放電特性との交点が動作点Ａとなる。なお、図６（ａ）において、基準充電特性では充電方向の電流を正とし、放電特性では放電方向の電流を正としている。

【0043】

動作点Ａでのグリッド電圧Ｖ_Aは、グリッド電圧Ｖ_１よりも大きくグリッド電圧Ｖ_２よりも低い値となる。そして、放電用（放電特性）に設定された第１ＤＣ／ＤＣ１１からＤＣ接続バス２０への放電電流がＩ_A（Ａ）となると共に、ＤＣ接続バス２０から充電用（基準充電特性）に設定された第１ＤＣ／ＤＣ１１への充電電流がＩ_Ａ（Ａ）となり、放電用（放電特性）に設定された１台の蓄電装置１から充電用（基準充電特性）に設定された１台の蓄電装置１に電力融通が実行される。

【0044】

図５（ｂ）には、２台の蓄電装置１がＤＣ接続バス２０に接続され、１台目の第１ＤＣ／ＤＣ１１が充電用（基準充電特性）に、２台目の第１ＤＣ／ＤＣ１１が充電用（シフト充電特性：シフト量Ｖ_ＸB）にそれぞれ設定された状態が示されている。この状態では、図６（ｂ）に示すように、基準充電特性における正の充電電流とシフト充電特性における負の充電電流とが絶対値で等しくなる箇所が動作点Ｂとなる。なお、図６（ｂ）において、基準充電特性及びシフト充電特性では充電方向の電流を正とする。従って、負の領域では、放電方向に電流が流れることを意味する。

【0045】

動作点Ｂでのグリッド電圧Ｖ_Ｂは、グリッド電圧と基準充電特性とが正比例の関係である場合、グリッド電圧Ｖ_Ｂは、グリッド電圧Ｖ_１にシフト量Ｖ_Ｘｂ／２を加えた値となる。そして、充電用（シフト充電特性）に設定された第１ＤＣ／ＤＣ１１からＤＣ接続バス２０への放電電流がＩ_B（Ａ）となると共に、ＤＣ接続バス２０から充電用（基準充電特性）に設定された第１ＤＣ／ＤＣ１１への充電電流がＩ_Ｂ（Ａ）となる。これにより、ＤＣ接続バス２０に接続された全ての蓄電装置１が充電用に設定された場合でも、ＳＯＣが高い蓄電装置１からＳＯＣが低い蓄電装置１に電力融通が実行され、各蓄電装置１の蓄電量が平均化され、負荷４が大きい蓄電装置１がダウンするリスクが低減し、長期的に安定して運用が可能となる。

【0046】

図５（ｃ）には、３台の蓄電装置１がＤＣ接続バス２０に接続され、１台目の第１ＤＣ／ＤＣ１１が充電用（基準充電特性）に、２台目の第１ＤＣ／ＤＣ１１が充電用（シフト充電特性：シフト量Ｖ_ＸB）に、３台目の第１ＤＣ／ＤＣ１１が放電用（放電特性）にそれぞれ設定された状態が示されている。この状態では、図７（ａ）に示すように、充電用に設定された２台の蓄電装置１は、基準充電特性とシフト充電特性とが合成され、グリッド電圧Ｖ_Ｂ（Ｖ_１＋Ｖ_ＸＢ／２）で充電電流がゼロで、基準充電特性（シフト充電特性）の２倍の傾きを有する合成充電特性で動作し、合成充電特性と放電特性との交点が動作点Ｃとなる。なお、図７（ａ）において、合成充電特性では充電方向の電流を正とし、放電特性では放電方向の電流を正としている。

【0047】

なお、充電用に設定されたＮ台の蓄電装置１がＤＣ接続バス２０に接続されている場合には、合成充電特性は、グリッド電圧Ｖ_１に各シフト量Ｖ_Ｘの合計をＮで除算した値を加えたグリッド電圧で充電電流がゼロで、基準充電特性（シフト充電特性）のＮ倍の傾きを有する。また、放電用に設定されたＭ台の蓄電装置１がＤＣ接続バス２０に接続されている場合には、合成放電特性は、グリッド電圧Ｖ_２で放電電流がゼロで、放電特性のＭ倍の傾きを有する。

【0048】

動作点Ｃでのグリッド電圧Ｖ_Ｃは、グリッド電圧Ｖ_１よりも大きくグリッド電圧Ｖ_２よりも低い値となる。そして、放電用（放電特性）に設定された第１ＤＣ／ＤＣ１１からＤＣ接続バス２０への放電電流がＩ_Ｃ（Ａ）となると共に、ＤＣ接続バス２０から充電用（基準充電特性）に設定された第１ＤＣ／ＤＣ１１と充電用（シフト充電特性）に設定された第１ＤＣ／ＤＣ１１とへの合計の充電電流がＩ_Ｃ（Ａ）となる。

【0049】

そして、動作点Ｃのグリッド電圧Ｖ_Ｃでは、図７（ｂ）に示すように、ＤＣ接続バス２０から充電用（基準充電特性）に設定された第１ＤＣ／ＤＣ１１への充電電流がＩ_Ｃ１（Ａ）の方が、ＤＣ接続バス２０から充電用（シフト充電特性）に設定された第１ＤＣ／ＤＣ１１への充電電流がＩ_Ｃ２（Ａ）よりも大きい値となる。従って、ＳＯＣが低い蓄電装置１への電力融通が優先され、各蓄電装置１の蓄電量が平均化され、負荷４が大きい装置蓄電装置１がダウンするリスクが低減し、長期的に安定して運用が可能となる。

【0050】

上述のように動作点Ａ～Ｃでのグリッド電圧Ｖ_Ａ～Ｖ_ｃは、いずれもグリッド電圧Ｖ_１よりも大きくグリッド電圧Ｖ_２よりも低い値となる。従って、放電特性で放電電流がゼロとなるグリッド電圧Ｖ_２をグリッド電圧の電圧上限値に、基準充電特性で充電電流がゼロとなるグリッド電圧Ｖ_１をグリッド電圧の電圧下限値にそれぞれ設定すると、グリッド電圧が適正範囲内で運用されることになる。

【0051】

本実施の形態では、ＳＯＣに応じてシフト量Ｖ_Ｘを算出するように構成したが、さらに太陽電池３での発電電力Ｐ_ＰＶと負荷４での消費電力Ｐ_ＯＵＴとに基づいて、発電電力Ｐ_ＰＶから消費電力Ｐ_ＯＵＴを減算した値の大小で蓄電装置１における電力余裕度を判断し、発電電力Ｐ_ＰＶから消費電力Ｐ_ＯＵＴを減算した値が閾値（例えば、太陽電池３の定格電力Ｐ_ｔｙｐ）より小さく電力余裕度が低い場合には、その程度に応じてＳＯＣに応じて算出されるシフト量Ｖ_Ｘを減少させても良い。この場合には、蓄電装置１における電力余裕度に応じた電力融通を実現することができる。

【0052】

例えば、電力余裕度を考慮したシフト量Ｖ_Ｘ’は、例えば、次式によって算出する。
Ｖ_Ｘ’＝Ｖ_Ｘ×（Ｐ_ＰＶ－Ｐ_ＯＵＴ）／Ｐ_ｔｙｐ
但し、Ｐ_ｔｙｐは、太陽電池３の定格電力である。
なお、発電電力Ｐ_ＰＶが消費電力Ｐ_ＯＵＴを下回る場合には、シフト量Ｖ_Ｘ’をマイナスとすることなく、シフト量Ｖ_Ｘ’＝０でリミットする。これにより、グリッド電圧がＶ_１を下回ることなく適正範囲内で運用できる。

【0053】

さらに、蓄電装置１に過充電や過電流等の保護が必要な異常を検出する異常検出回路を設け、異常検出回路によって異常を検出した場合に、オフセット電圧Ｖ_１が増加する方向に基準充電特性をシフトさせるようにしても良い。この場合には、蓄電装置１をダウンさせることなく、充電を抑制または中止することが可能となる。

【0054】

なお、本実施の形態では、各蓄電装置１における第１ＤＣ／ＤＣ１１の放電特性、基準充電特性及びシフト充電特性の傾きは同じものとして説明した。しかし、放電特性、基準充電特性及びシフト充電特性は、傾きを制御することにより充放電量の重みづけ制御が可能である。すなわち、放電特性の傾きが異なる第１ＤＣ／ＤＣ１１が並列に接続されている場合、放電特性の傾きが大きい第１ＤＣ／ＤＣ１１の放電量が大きくなる。同様に、基準充電特性及びシフト充電特性の傾きが異なる第１ＤＣ／ＤＣ１１が並列に接続されている場合、基準充電特性及びシフト充電特性の傾きが大きい第１ＤＣ／ＤＣ１１の蓄電量が大きくなる。

【0055】

以上説明したように、本実施の形態によれば、直流電力を蓄電する蓄電池２が接続された蓄電装置１を基本単位とし、ＤＣ接続バス２０に接続された複数の蓄電装置１がＤＣ接続バス２０のグリッド電圧の制御で個別に充電または放電を制御して電力融通を実行する蓄電システムであって、複数の蓄電装置１は、ＤＣ接続バス２０に接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである第１ＤＣ／ＤＣ１１と、第１ＤＣ／ＤＣ１１を充電用または放電用として設定する融通制御部１８と、蓄電池２の蓄電量を検出する蓄電量検出部１７と、それぞれ備え、充電用として設定された第１ＤＣ／ＤＣ１１は、ＤＣ接続バス２０のグリッド電圧の増加により充電電流が増加する充電特性に基づいて充電を制御し、蓄電池２の蓄電量が予め設定されたシフト範囲（ＴＨ_ｎ以上ＴＨ_Ｐ以下）である場合、充電電流がゼロになるオフセット電圧Ｖ_１が増加する方向に充電特性をシフトさせる。
この構成により、全ての蓄電装置１が充電特性で動作する場合でも、ＳＯＣが高い蓄電装置１からＳＯＣが低い蓄電装置１へ電力を融通することができるため、負荷４が大きい蓄電装置１がダウンするリスクが低減し、長期的に安定して運用が可能となる。

【0056】

さらに、本実施の形態によれば、第１ＤＣ／ＤＣ１１は、ＳＯＣが高い（蓄電池３の蓄電量が多い程）、充電特性をシフトさせるシフト量Ｖ_Ｘを増加させる。
この構成により、ＳＯＣが高い蓄電装置１からＳＯＣが低い蓄電装置１への電力融通を効率的に実行することができる。

【0057】

さらに、本実施の形態によれば、複数の蓄電装置１は、太陽電池３によって発電された発電電力を受電する直流電力受電部であるＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、負荷４が消費する消費電力を供給する電力供給部であるＰＣＳ１４と、をそれぞれ備え、第１ＤＣ／ＤＣ１１は、発電電力Ｐ_ＰＶから消費電力Ｐ_ＯＵＴを減算した値が閾値（例えば、太陽電池３の定格電力Ｐ_ｔｙｐ）よりも小さい場合、その程度に応じてシフト量Ｖ_Ｘを減少させる。
この構成により、蓄電装置１における電力余裕度に応じた電力融通を実現することができる。

【0058】

さらに、本実施の形態によれば、複数の蓄電装置１は、保護が必要な異常を検出する異常検出回路をそれぞれ備え、第１ＤＣ／ＤＣ１１は、異常検出回路によって異常が検出された場合、オフセット電圧Ｖ_１が増加する方向に充電特性をシフトさせる。
この構成により、蓄電装置１をダウンさせることなく、充電を抑制または中止することが可能となる。

【0059】

以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、上記実施形態は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更して実施できることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0060】

１ 蓄電装置
２ 蓄電池
３ 太陽電池
４ 負荷
１１ 第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２ 第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
１３ ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータ
１４ ＰＣＳ
１５、１６ 電流センサ
１７ 蓄電量検出部
１８ 融通制御部
１９ ＤＣリンク
２０ ＤＣ接続バス
３１ 接続箱
Ｔ１ 電力融通端子
Ｔ２ 蓄電地接続端子
Ｔ３ ＰＶ接続端子
Ｔ４ 負荷接続端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】