説明

制御装置および制御方法

【課題】システムの信頼性をより向上させる。
【解決手段】制御装置は、蓄電池から供給される電力により起動する制御回路と、蓄電池および制御回路を接続する配線に配置され、電流が供給されることにより接続状態を維持する起動用ブレーカと、起動用ブレーカへの電流の供給を停止して接続状態を解除する解列用リレーとを備える。そして、制御回路は、蓄電池の状態を監視し、蓄電池の異常を検知した場合に、解列用リレーに対して配線を切り離すように制御を行う。本技術は、例えば、分散型電源システムの制御装置に適用できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、制御装置および制御方法に関し、特に、システムの信頼性をより向上させることができるようにした制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、太陽光発電や、燃料電池、コージェネレーション、蓄電池などの各種の電源(以下、適宜、分散型電源と称する)を利用して、商業施設や家庭などに電力供給を行う分散型電源システムの開発が進められている。
【0003】
従来、分散型電源システムにおいて、例えば、商用電源から供給される電力、備え付けられた起動用の電源に蓄積されている電力、または、分散型電源の電力を利用して、システムを制御する制御回路を起動する構成が主に採用されている。
【0004】
例えば、特許文献1には、発電時または非発電時に応じて制御回路への電源供給経路を切り替えることで、商用電源および燃料電池の両方から制御回路に電力を供給することができる家庭用燃料電池システムが開示されている。しかしながら、この家庭用燃料電池システムでは、システムの起動時には商用電源から供給される電力を利用する構成となっているため、停電時には、システムを起動することができなかった。
【0005】
これに対し、起動用の電源が備え付けられた分散型電源システムでは、停電時であっても、起動用の電源に蓄積されている電力を利用してシステムを起動することができる。
【0006】
例えば、特許文献2には、補機用バッテリから制御回路に電力の供給が不可能な場合に、走行用バッテリから充電されるコンデンサからの電力により制御回路を起動する電気自動車が開示されている。しかしながら、補機用バッテリやコンデンサなどの起動用の電源が備え付けられたシステムでは、起動用の電源の定期的な交換が必要になったり、保守費用が必要になったりするなど、利用者の負担が大きくなると想定される。また、起動用の電源に蓄積されている電力がなくなった場合には、システムを起動することができなくなる。
【0007】
一方、分散型電源の電力を利用して制御回路を起動するように構成された分散型電源システムでは、停電時であってもシステムを起動することができるとともに、起動用の電源を備え付けた構成よりも利用者の負担を軽減することができると想定される。
【0008】
例えば、特許文献3には、太陽光発電により発電された電力を蓄積する蓄電池を備え、その蓄電池から制御回路に電力を供給することができる太陽光発電システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2008−135200号公報
【特許文献2】特開2008−149897号公報
【特許文献3】特開平10−336916号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
ところで、従来、分散型電源の電力を利用して制御回路を起動するように構成された分散型電源システムでは、停電時にも分散型電源から制御回路に電力を供給することができるように、常時、分散型電源と制御回路とが接続されるように構成されていた。このような構成では、分散型電源に異常が発生した場合でも、分散型電源をシステムから解列することができないため、分散型電源から電力が放出され続けてしまい、分散型電源の性能が低下してしまう。これにより、分散型電源システムの信頼性が損なわれることになる。
【0011】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、システムの信頼性をより向上させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本開示の一側面の制御装置は、蓄電池から供給される電力により起動する制御手段と、前記制御手段の制御に従って、前記蓄電池の電力を前記制御手段に供給する配線の接続を切り離す切り離し手段とを備え、前記制御手段は、前記蓄電池の状態を監視し、前記蓄電池の異常を検知した場合に、前記切り離し手段に対して前記配線を切り離すように制御を行う。
【0013】
本開示の一側面の制御方法は、蓄電池から供給される電力により起動する制御手段と、前記制御手段の制御に従って、前記蓄電池の電力を前記制御手段に供給する配線の接続を切り離す切り離し手段とを備える制御装置の制御方法において、前記制御手段は、前記蓄電池の状態を監視し、前記蓄電池の異常を検知した場合に、前記切り離し手段に対して前記配線を切り離すように制御を行うステップを含む。
【0014】
本開示の一側面においては、蓄電池の状態が監視され、蓄電池の異常が検知された場合に、切り離し手段に対して配線を切り離すように制御が行われる。
【発明の効果】
【0015】
本開示の一側面によれば、システムの信頼性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本技術を適用した分散型電源システムにおける制御装置の第1の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図2】分散型電源システムを起動し、異常検知時に停止する処理を説明するフローチャートである。
【図3】本技術を適用した分散型電源システムにおける制御装置の第2の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図4】分散型電源システムを起動し、異常検知時に停止する処理を説明するフローチャートである。
【図5】本技術を適用した分散型電源システムにおける制御装置の第3の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図6】分散型電源システムを起動し、異常検知時に停止する処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0018】
図1は、本技術を適用した分散型電源システムにおける制御装置の第1の実施の形態の構成例を示すブロック図である。なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【0019】
図1において、制御装置11には、分散型電源として使用される蓄電池12が接続され、商用電源から電力を供給するための電力系統14が接続されている。
【0020】
蓄電池12は、電力を蓄積する複数のセルと、それらのセルの状況を管理するバッテリマネジメントシステム(BMS:Battery Management System)13とを備えて構成される。バッテリマネジメントシステム13は、例えば、蓄電池12の電圧、電流、および温度を示す情報を制御装置11のCPU28に通知する。なお、蓄電池12が制御装置11に内蔵されて分散型電源システムが構成されていてもよい。また、蓄電池12以外の電源、例えば、太陽光発電や、燃料電池、コージェネレーションなどを備えて分散型電源システムを構成することができる。
【0021】
制御装置11は、制御回路21、パワーコンディショナ22、電流電圧計測回路23、充放電用リレー24、解列用リレー25、および起動用ブレーカ26を備えて構成される。
【0022】
制御回路21は、制御用DC/DC(Direct Current/Direct Current)電源27、およびCPU(Central Processing Unit)28を有し、電力系統14から供給される電力、および、蓄電池12から供給される電力のいずれによっても起動することができる。
【0023】
制御用DC/DC電源27は、蓄電池12に蓄積されている電力、または、電力系統14からパワーコンディショナ22を介して供給される電力を、CPU28の駆動に必要な電圧にDC/DC変換して、CPU28に供給する。
【0024】
CPU28は、制御装置11の各部を制御する。例えば、CPU28は、バッテリマネジメントシステム13と通信を行って、蓄電池12の電圧、電流、および温度を示す情報を取得し、蓄電池12の状態を監視する。また、CPU28は、電流電圧計測回路23と通信を行って、蓄電池12とパワーコンディショナ22との間で供給される電力の電流および電圧を示す情報を取得し、電力供給の状態を監視する。そして、CPU28は、蓄電池12の状態と、蓄電池12およびパワーコンディショナ22の間の電力供給の状態とに基づいて、充放電用リレー24および解列用リレー25に対する制御を行う。
【0025】
パワーコンディショナ22は、電力系統14に接続されており、電力系統14を介して商用電源から供給される電力を、例えば、蓄電池12に蓄積されている電力に応じて調整し、蓄電池12に供給する。また、パワーコンディショナ22は、蓄電池12に蓄積されている電力を、分散型電源システムが設置されている施設において電力を消費する負荷(図示せず)による消費電力に応じて調整し、その負荷に電力を供給する。
【0026】
電流電圧計測回路23は、蓄電池12とパワーコンディショナ22との間で供給される電力の電流および電圧を計測し、計測した結果得られる電流および電圧を示す情報を、CPU28に通知する。
【0027】
充放電用リレー24は、蓄電池12およびパワーコンディショナ22を接続するプラス側の配線に配置され、CPU28から供給される制御信号に従って、蓄電池12およびパワーコンディショナ22を接続し、その接続を切り離すことができる。つまり、充放電用リレー24は、配線をオン/オフするための接点24aと、CPU28から供給される制御信号に従って接点24aのオン/オフを切り替えるためのコイル24bとを内蔵している。
【0028】
解列用リレー25は、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するプラス側の配線とを接続する配線に配置される。また、解列用リレー25は、配線をオン/オフするための接点25aと、常時オンに設定されている接点25aを、CPU28から供給される制御信号に従ってオフにするためのコイル25bとを内蔵している。即ち、解列用リレー25は、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するプラス側の配線とを常時接続し、CPU28から供給される制御信号に従って、その接続を切り離すことができる。
【0029】
起動用ブレーカ26は、蓄電池12および制御用DC/DC電源27を接続するプラス側の配線に配置される。また、起動用ブレーカ26は、配線をオン/オフするための接点26aと、接点26aのオン/オフを切り替えるためのコイル26bとを内蔵している。即ち、起動用ブレーカ26は、コイル26bに対する電流の供給に従って、蓄電池12および制御用DC/DC電源27を接続するプラス側の配線を接続し、その接続を切り離すことができる。例えば、起動用ブレーカ26の接点26aは、コイル26bに流れる電流によりオン(接続状態)を維持し、コイル26bに流れている電流が停止するとオフになるように設定される。さらに、起動用ブレーカ26は、分散型電源システムの管理者の手動によっても、接点26aのオン/オフを切り替えることができる。
【0030】
ここで、制御装置11では、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するプラス側の配線とを接続する配線において、解列用リレー25の接点25aと、起動用ブレーカ26のコイル26bとが直列となるように接続されている。即ち、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するマイナス側の配線が、解列用リレー25の接点25aの一端に接続され、解列用リレー25の接点25aの他端が、起動用ブレーカ26のコイル26bの一端に接続され、起動用ブレーカ26のコイル26bの他端が、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するプラス側の配線に接続されている。
【0031】
従って、このように構成されている制御装置11において、CPU28は、蓄電池12の異常、または、蓄電池12およびパワーコンディショナ22の間の電力供給に異常を検知すると、解列用リレー25に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信する。この制御信号に従って、解列用リレー25において、コイル25bが接点25aをオフにすると、起動用ブレーカ26のコイル26bに流れる電流が停止するため、起動用ブレーカ26の接点26aがオフ(接続状態が解除)となる。即ち、解列用リレー25および起動用ブレーカ26は、CPU28の制御に従って、蓄電池12の電力を制御用DC/DC電源27に供給する配線の接続を切り離す手段である.
【0032】
従って、起動用ブレーカ26により蓄電池12と制御用DC/DC電源27との接続が切り離され、蓄電池12から制御用DC/DC電源27への電力の供給が停止し、CPU28が停止する。同時に、CPU28は異常を検知すると、充放電用リレー24に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信し、充放電用リレー24により蓄電池12とパワーコンディショナ22との接続も切り離される。
【0033】
このように、制御装置11では、CPU28が異常を検知すると、蓄電池12が制御装置11から解列され、分散型電源システムが安全に停止することができるように構成されている。
【0034】
なお、制御装置11では、バッテリマネジメントシステム13が蓄電池12の異常を検知したときに、バッテリマネジメントシステム13が、充放電用リレー24および解列用リレー25に対してアナログ制御信号を直接的に送信して、制御装置11から蓄電池12を解列することができる。同様に、電流電圧計測回路23が電力供給に異常を検知したときに、電流電圧計測回路23が、充放電用リレー24および解列用リレー25に対してアナログ制御信号を直接的に送信して、制御装置11から蓄電池12を解列することができる。
【0035】
次に、図2のフローチャートを参照して、制御装置11において、分散型電源システムを起動し、異常検知時に停止する処理を説明する。
【0036】
例えば、停電時などにおいて、制御装置11が停止してしまい分散型電源システムが停止状態となっているときに、分散型電源システムの管理者は、起動用ブレーカ26を手動で操作して、起動用ブレーカ26の接点26aをオンにする。これにより、起動用ブレーカ26を介して蓄電池12および制御用DC/DC電源27が接続され、処理が開始される。
【0037】
ステップS11において、制御用DC/DC電源27は、起動用ブレーカ26を介して蓄電池12と接続されることで、蓄電池12から供給される電力により起動する。そして、制御用DC/DC電源27は、蓄電池12からの電力を、CPU28の駆動に必要な電圧にDC/DC変換して、CPU28に供給する。
【0038】
ステップS12において、CPU28は、制御用DC/DC電源27から供給される電力により起動する。また、解列用リレー25の接点25aは常時オンと設定されているため、制御用DC/DC電源27からCPU28に電力が供給されると、解列用リレー25を介して、起動用ブレーカ26のコイル26bに電流が流れる。
【0039】
ステップS13において、CPU28は、充放電用リレー24に対して配線を接続するように制御信号を送信する。充放電用リレー24では、CPU28からの制御信号に応じて、コイル24bが接点24aをオンにし、これにより、蓄電池12およびパワーコンディショナ22が接続される。
【0040】
ステップS14において、CPU28は、パワーコンディショナ22や電流電圧計測回路23などの制御装置11を構成する各部を起動するように制御することで、分散型電源システムを起動する。これにより、分散型電源システムが設置されている施設で電力を消費する負荷(図示せず)に、蓄電池12に蓄積されている電力の供給が開始される。
【0041】
ステップS15において、CPU28は、バッテリマネジメントシステム13から供給される蓄電池12の電圧、電流、および温度を示す情報に基づいて、蓄電池12に異常が発生したか否かを判定する。
【0042】
例えば、CPU28には、蓄電池12が正常状態であると規定される電圧の上限値および下限値が設定されており、CPU28は、バッテリマネジメントシステム13から取得した蓄電池12の電圧が、規定の上限値以上または下限値未満である場合、蓄電池12に異常が発生したと判定する。同様に、CPU28には、蓄電池12が正常状態であると規定される電流の上限値、並びに、蓄電池12が正常状態であると規定される温度の上限値および下限値が設定されており、CPU28は、それらの規定の値に従って判定を行う。
【0043】
ステップS15において、CPU28が蓄電池12に異常が発生していないと判定した場合、処理はステップS16に進む。
【0044】
ステップS16において、CPU28は、電流電圧計測回路23から供給される、蓄電池12とパワーコンディショナ22との間で供給される電力の電流および電圧を示す情報に基づいて、その電力供給に異常が発生したか否かを判定する。
【0045】
例えば、CPU28には、蓄電池12およびパワーコンディショナ22の間の電力供給が正常状態であると規定される電圧の上限値および下限値が設定されており、CPU28は、電流電圧計測回路23から取得した電圧が、規定の上限値以上または下限値未満である場合、その電力供給に異常が発生したと判定する。同様に、CPU28には、蓄電池12およびパワーコンディショナ22の間の電力供給が正常状態であると規定される電流の上限値が設定されており、CPU28は、その規定の値に従って判定を行う。
【0046】
ステップS16において、CPU28が蓄電池12およびパワーコンディショナ22の間の電力供給に異常が発生していないと判定した場合、処理はステップS15に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
【0047】
一方、ステップS15において、CPU28が蓄電池12に異常が発生したと判定した場合、または、ステップS16において、CPU28が蓄電池12およびパワーコンディショナ22の間の電力供給に異常が発生したと判定した場合、処理はステップS17に進む。
【0048】
ステップS17において、CPU28は、充放電用リレー24に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信する。充放電用リレー24では、CPU28からの制御信号に応じて、コイル24bが接点24aをオフし、蓄電池12およびパワーコンディショナ22の接続が切り離される。
【0049】
また、ステップS17と並行して、ステップS18において、CPU28は、解列用リレー25に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信する。解列用リレー25では、CPU28からの制御信号に応じて、コイル25bが接点25aをオフにし、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するプラス側の配線との接続が切り離される。これに連動して、起動用ブレーカ26のコイル26bに流れる電流が停止するため、起動用ブレーカ26の接点26aがオフとなり、蓄電池12と制御用DC/DC電源27との接続が切り離される。従って、蓄電池12から制御用DC/DC電源27への電力の供給が停止する。
【0050】
ステップS19において、CPU28は、パワーコンディショナ22や電流電圧計測回路23などの制御装置11を構成する各部を停止するように制御し、CPU28自身も停止する。
【0051】
ステップS17およびステップS19の処理後、分散型電源システムが停止状態となり、処理は終了される。
【0052】
以上のように、制御装置11では、蓄電池12に異常が発生した場合、または、蓄電池12およびパワーコンディショナ22の間の電力供給に異常が発生した場合には、蓄電池12を解列して、分散型電源システムを安全に停止させることができる。これにより、異常が発生した場合に蓄電池12から電力が放電され続けることが回避され、蓄電池12の性能が低下することを抑制することができる。
【0053】
例えば、蓄電池12に異常が発生したときに蓄電池12が解列されずに放電し続けた場合には、蓄電池12が劣化してしまい、蓄電池12の交換が必要になる事態が想定されるが、制御装置11により、そのような事態が発生することが回避される。従って、制御装置11では、例えば、蓄電池12が常時接続される構成よりも、分散型電源システムの信頼性をより向上させることができる。
【0054】
また、制御装置11では、停電時であっても、分散型電源として使用される蓄電池12の電力を利用して分散型電源システムを起動することができる。なお、停電時以外にも、電力系統14からの電力を使用せずに、蓄電池12の電力で分散型電源システムを起動してもよい。
【0055】
さらに、例えば、起動用の電源が備え付けられた分散型電源システムでは、上述したように利用者の負担が大きくなると想定される。これに対し、制御装置11では、蓄電池12とは別に起動用の電源を備えなくても、停電時に起動することができるため、利用者の負担を軽減することができる。
【0056】
次に、図3は、本技術を適用した分散型電源システムにおける制御装置の第2の実施の形態の構成例を示すブロック図である。なお、図3に示されている制御装置11Aにおいて、図1の制御装置11と共通するブロックについては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0057】
即ち、制御装置11Aは、制御回路21、パワーコンディショナ22、電流電圧計測回路23、および充放電用リレー24を備え、制御回路21が制御用DC/DC電源27およびCPU28を有する点で、図1の制御装置11と共通の構成とされる。但し、制御装置11Aは、制御用リレー31、バイパスリレー32、および起動用ブレーカ33を備える点で、図1の制御装置11と異なる構成とされる。
【0058】
制御用リレー31は、図1の解列用リレー25と同様に、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するプラス側の配線とを接続する配線に配置される。また、制御用リレー31は、配線をオン/オフするための接点31aと、CPU28から供給される制御信号に従って接点31aのオン/オフを切り替えるためのコイル31bとを内蔵している。即ち、制御用リレー31は、CPU28から供給される制御信号に従って、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するプラス側の配線とを接続し、その接続を切り離すことができる。
【0059】
バイパスリレー32は、蓄電池12および制御用DC/DC電源27を接続するプラス側の配線に、起動用ブレーカ33をバイパスするように配置される。また、バイパスリレー32は、配線をオン/オフするための接点32aと、接点32aのオン/オフを切り替えるためのコイル32bとを内蔵している。例えば、バイパスリレー32は、コイル32bに電流が流れている間、蓄電池12および制御用DC/DC電源27を接続するプラス側の配線を接続し、コイル32bに流れている電流が停止すると、蓄電池12および制御用DC/DC電源27を接続するプラス側の配線の接続を切り離すことができる。
【0060】
起動用ブレーカ33は、蓄電池12および制御用DC/DC電源27を接続するプラス側の配線に配置される。また、起動用ブレーカ33は、配線をオン/オフするための接点33aと、接点33aと連動してオン/オフする補助接点33bとを内蔵している。接点33aは、蓄電池12および制御用DC/DC電源27を接続するプラス側の配線に直列に接続されており、分散型電源システムの管理者の手動によってオン/オフされる。補助接点33bは、起動用ブレーカ33の状態を監視するためのCPU28の端子に接続されている。
【0061】
起動用ブレーカ33では、接点33aおよび補助接点33bが連動して切り替わるため、管理者が接点33aをオンにするのに連動して補助接点33bがオンとなり、CPU28は、蓄電池12および制御用DC/DC電源27が接続されていることを検知することができる。一方、管理者が接点33aをオフにするのに連動して補助接点33bがオフとなり、CPU28は、蓄電池12および制御用DC/DC電源27の接続が切り離されたことを検知することができる。
【0062】
ここで、制御装置11Aでは、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するプラス側の配線とを接続する配線において、制御用リレー31の接点31aと、バイパスリレー32のコイル32bとが直列となるように接続されている。また、制御装置11Aでは、蓄電池12および制御用DC/DC電源27を接続するプラス側の配線において、バイパスリレー32の接点32aと、起動用ブレーカ33の接点33aとが並列となるように接続されている。
【0063】
従って、このように構成されている制御装置11Aにおいて、分散型電源システムの起動時に、利用者は起動用ブレーカ33の接点33aをオンにした後にオフにする操作を行う。これにより、分散型電源システムの起動中には、バイパスリレー32を介して蓄電池12から制御用DC/DC電源27に電力が供給される。
【0064】
そして、CPU28は、蓄電池12の異常、または、蓄電池12およびパワーコンディショナ22の間の電力供給に異常を検知すると、制御用リレー31に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信する。この制御信号に従って、制御用リレー31において、コイル31bが接点31aをオフにすると、バイパスリレー32のコイル32bに流れる電流が停止するため、バイパスリレー32の接点32aがオフとなる。即ち、制御用リレー31およびバイパスリレー32は、CPU28の制御に従って、蓄電池12の電力を制御用DC/DC電源27に供給する配線の接続を切り離す手段である。
【0065】
従って、バイパスリレー32により蓄電池12と制御用DC/DC電源27との接続が切り離され、蓄電池12から制御用DC/DC電源27への電力の供給が停止し、CPU28が停止する。同時に、CPU28は異常を検知すると、充放電用リレー24に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信し、充放電用リレー24により蓄電池12とパワーコンディショナ22との接続も切り離される。
【0066】
このように、制御装置11Aでは、CPU28が異常を検知すると、蓄電池12が制御装置11Aから解列され、分散型電源システムが安全に停止することができるように構成されている。
【0067】
なお、制御装置11Aでは、バッテリマネジメントシステム13が蓄電池12の異常を検知したときに、バッテリマネジメントシステム13が、充放電用リレー24および制御用リレー31に対してアナログ制御信号を直接的に送信して、蓄電池12を解列することができる。同様に、電流電圧計測回路23が電力供給に異常を検知したときに、電流電圧計測回路23が、充放電用リレー24および制御用リレー31に対してアナログ制御信号を直接的に送信して、蓄電池12を解列することができる。
【0068】
次に、図4のフローチャートを参照して、制御装置11Aにおいて、分散型電源システムを起動し、異常検知時に停止する処理を説明する。
【0069】
例えば、停電時などにおいて、制御装置11Aが停止してしまい分散型電源システムが停止状態となっているときに、分散型電源システムの管理者は、起動用ブレーカ33を手動で操作して、起動用ブレーカ33の接点33aをオンにする。これにより、起動用ブレーカ33を介して蓄電池12および制御用DC/DC電源27が接続され、処理が開始される。
【0070】
ステップS31において、制御用DC/DC電源27は、起動用ブレーカ33を介して蓄電池12と接続されることで、蓄電池12から供給される電力により起動する。そして、制御用DC/DC電源27は、蓄電池12からの電力を、CPU28の駆動に必要な電圧にDC/DC変換して、CPU28に供給する。
【0071】
ステップS32において、CPU28は、制御用DC/DC電源27から供給される電力により起動する。
【0072】
ステップS33において、CPU28は、制御用リレー31に対して配線を接続するように制御信号を送信する。制御用リレー31では、CPU28からの制御信号に応じて、コイル31bが接点31aをオンにし、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するプラス側の配線とを接続する。
【0073】
ステップS34において、ステップS33で配線が接続されたことに連動して、バイパスリレー32のコイル32bに電流が流れ、バイパスリレー32の接点32aがオンになる。これにより、バイパスリレー32を介して蓄電池12から制御用DC/DC電源27に電力が供給される状態になる。
【0074】
ステップS35において、CPU28は、監視用の端子に接続されている起動用ブレーカ33の補助接点33bの状態を確認する。例えば、管理者が起動用ブレーカ33の接点33aを手動でオンにしたままであれば、補助接点33bもオンの状態であり、管理者がv33aを手動でオフにしていれば、補助接点33bもオフの状態となる。
【0075】
ステップS36において、CPU28は、起動用ブレーカ33の補助接点33bがオフの状態であるか否かを判定する。
【0076】
ステップS36において、CPU28が起動用ブレーカ33の補助接点33bがオフの状態でない、即ち、起動用ブレーカ33の補助接点33bがオンの状態であると判定した場合、処理はステップS37に進む。
【0077】
ステップS37において、CPU28は、図示しない注意喚起手段を利用して、分散型電源システムの管理者に対して起動用ブレーカ33をオフにするように注意喚起を行う。
【0078】
ここで、制御装置11には、例えば、分散型電源システムの電力状態(例えば、蓄電池12の充電量や、分散型電源システムが太陽光発電を行う場合には、その発電量など)を表示するモニタが接続されている。そして、CPU28は、そのモニタに、起動用ブレーカ33をオフにする旨のメッセージを表示させることで注意喚起を行う。また、例えば、制御装置11にスピーカが接続されている場合には、CPU28は、そのスピーカから、起動用ブレーカ33をオフにする旨のメッセージを出力させたり、警告音を出力させたりすることで注意喚起を行う。このような注意喚起に応じて、分散型電源システムの管理者は、起動用ブレーカ33を手動でオフにする。
【0079】
ステップS37の処理後、処理はステップS35に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
【0080】
一方、ステップS36において、CPU28が起動用ブレーカ33の補助接点33bがオフの状態であると判定した場合、処理はステップS38に進み、CPU28は、充放電用リレー24に対して配線を接続するように制御信号を送信する。充放電用リレー24では、CPU28からの制御信号に応じて、コイル24bが接点24aをオンにし、これにより、蓄電池12およびパワーコンディショナ22が接続される。
【0081】
ステップS39において、CPU28は、パワーコンディショナ22や電流電圧計測回路23などの制御装置11Aを構成する各部を起動するように制御することで、分散型電源システムを起動する。これにより、分散型電源システムが設置されている施設で電力を消費する負荷(図示せず)に、蓄電池12に蓄積されている電力の供給が開始される。
【0082】
ステップS40およびS41において、CPU28は、図2のステップS15およびS16と同様に、蓄電池12および電力供給のどちらかに異常が発生したか否かを判定する。そして、CPU28が、蓄電池12および電力供給のどちらかに異常が発生したと判定した場合、処理はステップS42に進む。
【0083】
ステップS42において、CPU28は、充放電用リレー24に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信する。充放電用リレー24では、CPU28からの制御信号に応じて、コイル24bが接点24aをオフし、蓄電池12およびパワーコンディショナ22の接続が切り離される。
【0084】
また、ステップS42と並行して、ステップS43において、CPU28は、制御用リレー31に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信する。制御用リレー31では、CPU28からの制御信号に応じて、コイル31bが接点31aをオフにし、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源27およびCPU28を接続するプラス側の配線との接続が切り離される。これに連動して、バイパスリレー32のコイル32bに流れる電流が停止するため、バイパスリレー32の接点32aがオフとなり、蓄電池12と制御用DC/DC電源27との接続が切り離される。従って、蓄電池12から制御用DC/DC電源27への電力の供給が停止する。
【0085】
ステップS44において、CPU28は、パワーコンディショナ22や電流電圧計測回路23などの制御装置11を構成する各部を停止するように制御し、CPU28自身も停止する。
【0086】
ステップS42およびステップS44の処理後、分散型電源システムが停止状態となり、処理は終了される。
【0087】
以上のように、制御装置11Aでは、図1の制御装置11と同様に、蓄電池12または電力供給に異常が発生した場合には、蓄電池12を解列して、分散型電源システムを安全に停止させることができるので、分散型電源システムの信頼性をより向上させることができる。また、制御装置11Aでは、制御用リレー31によりバイパスリレー32をオン/オフする構成であるため、制御用リレー31によりオン/オフを制御することができる起動用ブレーカを採用した場合よりも低コストで構成することができる。
【0088】
また、制御装置11Aでは、起動用ブレーカ33のオフ状態を確認した後に、分散型電源システムが起動するため、起動用ブレーカ33を確実にオフにすることができ、蓄電池12または電力供給に異常が発生した場合には、確実に、蓄電池12を解列することができる。
【0089】
次に、図5は、本技術を適用した分散型電源システムにおける制御装置の第3の実施の形態の構成例を示すブロック図である。なお、図5に示されている制御装置11Bにおいて、図3の制御装置11Aと共通するブロックについては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0090】
即ち、制御装置11Bは、制御回路21、パワーコンディショナ22、電流電圧計測回路23、充放電用リレー24、制御用リレー31、およびバイパスリレー32を備え、制御回路21が制御用DC/DC電源27およびCPU28を有する点で、図3の制御装置11Aと共通の構成とされる。但し、制御装置11Bは、グリップスイッチ34を備える点で、図3の制御装置11Aと異なる構成とされる。
【0091】
グリップスイッチ34は、蓄電池12および制御用DC/DC電源27を接続するプラス側の配線に配置される。また、グリップスイッチ34は、配線をオン/オフするための接点34aと、管理者がグリップスイッチ34を握っている間だけ接点34aをオンにする機構(図示せず)とを内蔵している。つまり、管理者がグリップスイッチ34を握ると、接点34aにより蓄電池12および制御用DC/DC電源27が接続され、管理者がグリップスイッチ34を離すと、接点34aにより蓄電池12および制御用DC/DC電源27の接続が切り離される。なお、グリップスイッチ34に替えて、管理者が押している間だけ接続がオンとなるタクトスイッチを使用してもよい。
【0092】
ここで、制御装置11Bでは、蓄電池12および制御用DC/DC電源27を接続するプラス側の配線において、バイパスリレー32の接点32aと、グリップスイッチ34の接点34aとが並列となるように接続されている。
【0093】
このように構成されている制御装置11Bにおいて、分散型電源システムの起動時に、利用者はグリップスイッチ34を握って接点34aをオンにした後、グリップスイッチ34を離すと、接点34aがオフとなる。これにより、分散型電源システムの起動中には、バイパスリレー32を介して蓄電池12から制御用DC/DC電源27に電力が供給される。また、制御装置11Bでは、CPU28が異常を検知した場合には、制御装置11Aと同様に、蓄電池12と制御用DC/DC電源27との接続が切り離されて、CPU28が停止する。
【0094】
このように、制御装置11Bでは、CPU28が異常を検知すると、蓄電池12が制御装置11から解列され、分散型電源システムが安全に停止することができるように構成されている。なお、制御装置11Bにおいても、制御装置11Aと同様に、バッテリマネジメントシステム13および電流電圧計測回路23が蓄電池12を直接的に解列することができる。
【0095】
次に、図6のフローチャートを参照して、制御装置11Bにおいて、分散型電源システムを起動し、異常検知時に停止する処理を説明する。
【0096】
例えば、停電時などにおいて、制御装置11Bが停止してしまい分散型電源システムが停止状態となっているときに、分散型電源システムの管理者は、グリップスイッチ34を握る操作を行い、グリップスイッチ34の接点34aをオンにする。これにより、グリップスイッチ34を介して蓄電池12および制御用DC/DC電源27が接続され、処理が開始される。
【0097】
ステップS51およびS52において、図4のステップS31およびS32と同様に、制御用DC/DC電源27が起動し、CPU28が起動する。
【0098】
ステップS53において、CPU28は、充放電用リレー24に対して配線を接続するように制御信号を送信する。充放電用リレー24では、CPU28からの制御信号に応じて、コイル24bが接点24aをオンにし、これにより、蓄電池12およびパワーコンディショナ22が接続される。
【0099】
ステップS54およびS55において、図4のステップS33およびS34と同様に、制御用リレー31により配線が接続され、バイパスリレー32がオンになり蓄電池12から制御用DC/DC電源27に電力が供給される状態になる。
【0100】
ステップS56において、CPU28は、図4のステップS39と同様に、分散型電源システムを起動し、蓄電池12に蓄積されている電力の供給が開始される。ここで、分散型電源システムの起動を管理者が確認すると、管理者はグリップスイッチ34を離して、グリップスイッチ34の接点34aがオフとなる。なお、バイパスリレー32を介して蓄電池12から制御用DC/DC電源27に電力が供給される状態になっていれば、分散型電源システムが起動する前の時点で、管理者がグリップスイッチ34を離してもよい。
【0101】
その後、制御装置11Bでは、ステップS57乃至S61において、図4のステップS40乃至S44と同様の処理が行われ、CPU28が異常を検知したときには、蓄電池12と制御用DC/DC電源27との接続が切り離され、CPU28が停止する。即ち、分散型電源システムが停止状態となり、処理は終了される。
【0102】
以上のように、制御装置11Bでは、図1の制御装置11と同様に、蓄電池12または電力供給に異常が発生した場合には、蓄電池12を解列して、分散型電源システムを安全に停止させることができるので、分散型電源システムの信頼性をより向上させることができる。また、制御装置11Bでは、グリップスイッチ34を採用することにより、図4を参照して説明したような注意喚起(ステップS37)を行う必用がなく、蓄電池12および制御用DC/DC電源27の間の配線を確実に切り離すことができる。
【0103】
なお、上述のフローチャートを参照して説明した各処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)も含むものである。
【0104】
なお、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【0105】
11 制御装置
12 蓄電池
13 バッテリマネジメントシステム
14 電力系統
21 制御回路
22 パワーコンディショナ
23 電流電圧計測回路
24 充放電用リレー
25 解列用リレー
26 起動用ブレーカ
27 制御用DC/DC電源
28 CPU
31 制御用リレー
32 バイパスリレー
33 起動用ブレーカ
34 グリップスイッチ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電池から供給される電力により起動する制御手段と、
前記制御手段の制御に従って、前記蓄電池の電力を前記制御手段に供給する配線の接続を切り離す切り離し手段と
を備え、
前記制御手段は、前記蓄電池の状態を監視し、前記蓄電池の異常を検知した場合に、前記切り離し手段に対して前記配線を切り離すように制御を行う
制御装置。
【請求項2】
前記切り離し手段は、
前記蓄電池および前記制御手段を接続する配線に配置され、電流が供給されることにより接続状態を維持する第1の接続手段と、
前記制御手段が前記蓄電池の異常を検知した場合に、前記第1の接続手段への電流の供給を停止して前記接続状態を解除する接続解除手段と
を有する
請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
前記蓄電池および前記制御手段を接続する配線に対して前記第1の接続手段と並列的に配置され、管理者の手動により前記配線を接続するとともに、前記配線の接続状態が前記制御手段により監視可能に構成された第2の接続手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第2の接続手段を介して前記蓄電池から前記制御手段への電力の供給が開始され、前記第2の接続手段を介した配線が切り離されていることを確認した後に、前記制御手段による制御の対象となるシステムを起動する
請求項2に記載の制御装置。
【請求項4】
前記蓄電池および前記制御手段を接続する配線に対して前記第1の接続手段と並列的に配置され、管理者の手動により前記配線を接続し、前記配線を接続した後、自動的に接続を切り離す第3の接続手段をさらに備える
請求項2に記載の制御装置。
【請求項5】
電力を消費する負荷の消費電力に応じて、前記蓄電池の電力を調整して出力する電力調整手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記蓄電池および前記電力調整手段の間の電力供給を監視し、前記電力供給に異常を検知した場合に、前記切り離し手段に対して前記配線を切り離すように制御を行う
請求項1乃至4のいずれかに記載の制御装置。
【請求項6】
前記蓄電池および前記電力調整手段の間の配線に配置される第4の接続手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記蓄電池の異常を検知した場合に、または、前記電力供給に異常を検知した場合に、前記第4の接続手段に対して前記蓄電池および前記電力調整手段の間の配線を切り離すように制御を行う
請求項5に記載の制御装置。
【請求項7】
前記蓄電池および前記電力調整手段の間で供給される電力の電流および電圧のいずれかを少なくとも計測する計測手段をさらに備え、
前記計測手段は、前記電力供給に異常を検知した場合に、前記切り離し手段および第4の接続手段に対して前記配線を切り離すように制御を行う
請求項6に記載の制御装置。
【請求項8】
前記蓄電池の電圧、電流、および温度のいずれかを少なくとも管理する管理手段をさらに備え、
前記管理手段は、前記蓄電池の異常を検知した場合に、少なくとも前記切り離し手段に対して前記配線を切り離すように制御を行う
請求項1乃至7のいずれかに記載の制御装置。
【請求項9】
蓄電池から供給される電力により起動する制御手段と、
前記制御手段の制御に従って、前記蓄電池の電力を前記制御手段に供給する配線の接続を切り離す切り離し手段と
を備える制御装置の制御方法において、
前記制御手段は、前記蓄電池の状態を監視し、前記蓄電池の異常を検知した場合に、前記切り離し手段に対して前記配線を切り離すように制御を行う
ステップを含む制御方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2013−115966(P2013−115966A)
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−261356(P2011−261356)
【出願日】平成23年11月30日(2011.11.30)
【出願人】(000002945)オムロン株式会社 (3,542)
【Fターム(参考)】