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公開番号2025098763
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023215121
出願日2023-12-20
発明の名称電力制御システム
出願人株式会社竹中工務店
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H02J 7/35 20060101AFI20250625BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数のユニットの状態を考慮し、各々のユニットの蓄電池のSOCを均一にする制御を可能とする。
【解決手段】電力制御システムは、電力変換の機能を備えた複数のユニットの各々から、当該ユニットにおける、情報を取得し、太陽光パネルの発電量の合計値、蓄電池の蓄電残量の合計値、電気自動車の充放電出力の合計値を計算する前処理部と、所定の管理ユニットにおいて予め定めた制御モードに応じて合計値を用いて計算された、双方向DC/ACインバータの充放電出力の第1の管理指令値と、蓄電池全体の充放電出力の第2の管理指令値とを取得する取得部と、所定の計算パターンに応じて何れかの計算用の管理指令値を選択し、予め定められた計算式を用いて、当該ユニットに按分する充放電の指令値を計算する計算部と、を含む。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
電力変換の機能を備えた複数のユニットの各々から、当該ユニットにおける、太陽光パネルの発電量、蓄電池の充電率、蓄電池の蓄電容量、電気自動車の充放電出力の合計、を取得し、前記太陽光パネルの発電量の合計値、前記蓄電池の蓄電残量の合計値、前記電気自動車の充放電出力の合計値を計算する前処理部と、
所定の管理ユニットにおいて予め定めた制御モードに応じて前記合計値を用いて計算された、双方向ＤＣ／ＡＣインバータの充放電出力の第１の管理指令値と、蓄電池全体の充放電出力の第２の管理指令値とを取得する取得部と、
取得した前記第１の管理指令値及び前記第２の管理指令値のうち、所定の計算パターンに応じて何れかの計算用の管理指令値を選択し、前記ユニットの各々について、選択した当該計算用の管理指令値と、前記ユニットの各々の前記充電率と、前記太陽光パネルの発電電力と、前記電気自動車の充放電電力と、前記ユニットの各々の前記蓄電容量とに基づく予め定められた計算式を用いて、当該ユニットに按分する充放電の指令値を計算する計算部と、
を含む電力制御システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記管理ユニットの前記制御モードは、想定したユニットの所定の使用状況に対して各ユニットの所望の動作を行うために、太陽光パネル、蓄電池、電気自動車の入出力の優先順位を定めると共に、当該優先順位に対応した前記所定の計算パターンを定め、
前記ユニットの前記指令値の計算は、前記制御モードに対して予め定められた前記所定の計算パターンの計算式を用いて前記計算を行う、
請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項３】
前記ユニットの各々について仮の指令値を計算する場合に、前記所定の計算パターンとして、第１計算パターン又は第２計算パターンを用いることとし、
前記第１計算パターンを用いる場合には、前記計算用の管理指令値を前記第１の管理指令値とし、前記第１の管理指令値から、各ユニットの太陽光発電出力、電気自動車充放電出力、及び蓄電池充放電出力に関する優先順位を考慮した上で、各ユニットの蓄電池充放電出力の合計値を算出し、当該合計値を各蓄電池の蓄電残量又は空き容量に応じて按分した計算結果を、各ユニットの蓄電池充放電出力の仮の指令値として計算し、
前記第２計算パターンを用いる場合には、前記計算用の管理指令値を前記第２の管理指令値とし、前記第２の管理指令値を各蓄電池の蓄電残量又は空き容量に応じて按分した計算結果を、各ユニットの蓄電池充放電出力の仮の指令値として計算し、
前記第１計算パターン又は前記第２計算パターンにより計算された当該仮の指令値が所定の条件を満たすユニットを対象ユニットとして特定し、
所定の条件を満たす前記対象ユニットがない場合、前記充放電の指令値の再計算は行なわず、前記対象ユニットがある場合は、特定した前記対象ユニットについて、用いた計算パターンに応じた前記計算用の管理指令値から当該対象ユニットの蓄電池の充放電出力値を差し引いた再計算用の指令値を計算し、前記対象ユニット以外の他のユニットについて前記充放電の指令値を再計算することを繰り返す、
請求項２に記載の電力制御システム。
【請求項４】
前記計算部における前記所定の条件は、前記ユニットの各々について、前記管理ユニットの制御モードに対する所定の優先順位に従い、太陽光パネルの発電電力又は電気自動車の充放電電力と、当該ユニットの入出力上限とから算出した、蓄電池が入出力可能な電力の絶対値よりも、当該仮の指令値の絶対値が大きいかを判別し、大きいと判別したユニットを、前記対象ユニットとして特定する、
請求項３に記載の電力制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力制御システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のＰＣＳ（ＰｏｗｅｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）の制御に関する手法がある。なお、ＰＣＳとは、主に直流電力と交流電力の変換を目的に、太陽光パネルや蓄電池等の分散型電源に付属する装置である。
【０００３】
例えば、ＰＣＳ間で蓄電池のＳＯＣが均一になるように制御できる蓄電池システムに関する技術がある（特許文献１参照）。この技術では、充放電要求と、蓄電池モジュール数と、蓄電池容量比とに基づいて各交直変換装置の充放電量を決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１６／０６３３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来は前述のような分散型電源に対してＰＣＳが１対１で付属する場合が多かったが、複数の分散型電源（代表的なものとして、太陽光パネル、蓄電池、ＥＶ充放電器の組み合わせが挙げられる）を直流で統合制御する機能を持つ「マルチＰＣＳ」と呼ばれる装置の開発が近年盛んである。マルチＰＣＳはＤＣ／ＡＣインバータ、制御部、複数台のＤＣ／ＤＣコンバータから構成され、充放電効率の高さや停電時の電力供給の安定性の高さから注目されている。
【０００６】
しかしながら特許文献１のような従来技術では、次のような課題がある。第１に、各蓄電池への充放電指令値を蓄電容量［ｋＷｈ］の按分で算出する場合、蓄電容量は大きいが充電率は小さい蓄電池へ高出力の放電指示を出してしまう等、一部のユニットの蓄電池を先に空にしてしまう恐れがある。第２に、太陽光パネルや電気自動車の充放電器等、他の分散型電源を含んだ想定はされていない点がある。また、従来技術では、これらの電源群による出力制限や充放電の優先順位による制御手順の違いなどの影響を考慮できていない。
【０００７】
本発明は上記事実を考慮して、複数のユニットの状態を考慮し、各々のユニットの蓄電池のＳＯＣを均一にする制御を可能とする、ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の電力制御システムは、電力変換の機能を備えた複数のユニットの各々から、当該ユニットにおける、太陽光パネルの発電量、蓄電池の充電率、蓄電池の蓄電容量、電気自動車の充放電出力の合計、を取得し、前記太陽光パネルの発電量の合計値、前記蓄電池の蓄電残量の合計値、前記電気自動車の充放電出力の合計値を計算する前処理部を含む。また、電力制御システムは、所定の管理ユニットにおいて予め定めた制御モードに応じて前記合計値を用いて計算された、双方向ＤＣ／ＡＣインバータの充放電出力の第１の管理指令値と、蓄電池全体の充放電出力の第２の管理指令値とを取得する取得部と、を含む。また、電力制御システムは、取得した前記第１の管理指令値及び前記第２の管理指令値のうち、所定の計算パターンに応じて何れかの計算用の管理指令値を選択し、前記ユニットの各々について、選択した当該計算用の管理指令値と、前記ユニットの各々の前記充電率と、前記太陽光パネルの発電電力と、前記電気自動車の充放電電力と、前記ユニットの各々の前記蓄電容量とに基づく予め定められた計算式を用いて、当該ユニットに按分する充放電の指令値を計算する計算部、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数のユニットの状態を考慮し、各々のユニットの蓄電池のＳＯＣを均一にする制御を可能とする、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、単体のマルチＰＣＳの構成例を示す図である。
図２は、従来技術の蓄電池制御に関する課題を示す模式図である。
図３は、本実施形態のＥＭＳとマルチＰＣＳの関係を概念的に示す図である。
図４は、本実施形態の電力制御システム１の機能的な構成の一例を示す図である。
図５は、電力制御システムの制御フローの一例である。
図６は、第１実施形態のマルチＰＣＳの入出力の流れの一例を示す図である。
図７に、各マルチＰＣＳへの指令値の計算の手順の一例を示す。
図８は、第２実施形態のマルチＰＣＳの入出力の流れの一例を示す図である。
図９は、第３実施形態のマルチＰＣＳの入出力の流れの一例を示す図である。
図１０は、第４実施形態のマルチＰＣＳの入出力の流れの一例を示す図である。
図１１は、第５実施形態のマルチＰＣＳの入出力の流れの一例を示す図である。
図１２は、第７実施形態のマルチＰＣＳの入出力の流れの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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