蓄电池系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种与电力系统相连的蓄电池系统。
【背景技术】
[0002]电力系统通过送配电设备将发电设备与负载设备相连而构成。电力系统的规模各式各样，有将多个大规模发电站与多个工厂或商业设施及住宅相连接的大规模的系统，也有在特定设施内构建的小规模的系统。无论何种规模的电力系统，都具备对电力系统整体的电力供求进行管理的能源管理系统(EMS)，利用EMS来使发电设备的供电与负载设备的耗电取得平衡。
[0003]蓄电池系统与上述电力系统相连，将其用作为使电力供求平衡的一个手段。曾经，难以存储大量的电力，但通过锂离子电池或钠硫电池这样的大容量蓄电池的实用化，使得能够存储大量的电力。通过将具备上述蓄电池的蓄电池系统与电力系统相连，从而能采用如下运用:在电力的供大于求时，将过剩的电力对蓄电池进行充电，在电力的供小于求时，利用来自蓄电池的放电电力来弥补电力的不足。
[0004]上述蓄电池系统的优选用途的一个示例为将该蓄电池系统与利用太阳能、风能等自然能源的发电设备相组合。由于如今对能源问题或环境问题的意识有所提高，利用自然能源的发电设备被广泛使用。然而，利用自然能源的发电设备中存在如下缺点:由于季节或气候等自然因素，使得发电电力容易受到影响，从而无法提供稳定的电力。蓄电池系统是能弥补该缺点的系统，通过将蓄电池系统与利用自然能源的发电设备相组合，从而能提供稳定的电力。
[0005]在将蓄电池系统与电力系统相连的情况下，利用上述EMS来管理蓄电池系统的动作。蓄电池系统具备与蓄电池相连的交直流转换装置(PCS)t3PCS具备如下功能:将电力系统的交流电转换成直流电并充电至蓄电池的功能、以及将蓄电池的直流电转换成交流电并对电力系统放电的功能。通过EMS对PCS请求充放电，PCS根据充放电请求来工作，从而完成从电力系统对蓄电池的充电、或从蓄电池对电力系统的放电。
[0006]此外，申请人作为本发明的相关文献，举出以下记载的文献。专利文献I的图9中绘制了与电力系统相连的蓄电池系统的一个示例。
现有技术文献专利文献
[0007]专利文献I:日本专利特开2013 — 27210号公报专利文献2:日本专利特开2012 — 75243号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0008]从EMS提供至PCS的充放电请求被定为在整个电力系统中使电力供求平衡，但对于蓄电池而言这未必恰当。由于EMS所执行的运算量庞大，因此EMS难以逐一把握作为请求接收侧的蓄电池的状态，并执行与此相对应的极为细致的控制。尤其是，在蓄电池系统为大容量的情况下，蓄电池由极多个单元构成，例如由数百个甚至数万个单元构成，因此逐一把握所有单元的状态是极其困难的。
[0009]然而，蓄电池的寿命因保持电压而有所变化。作为用于抑制蓄电池劣化的控制，已知有在不使用蓄电池的期间，将蓄电池的电压维持在恰当的保持电压范围内的休眠控制。在EMS管理休眠控制的情况下，如上所述，难以逐一把握所有单元的状态，并进行极为细致的控制，因此基于蓄电池整体的电压来进行控制。
[0010]然而，现有的方法难以分别监视构成蓄电池的各个单元的电压。因此，虽然蓄电池整体的平均电压在保持电压范围内，但对于特定的单元有时电压会发生异常。在该情况下，该单元的电压可能未被维持在保持电压范围内，而休眠控制的结果是反而使该单元提早劣化。
[0011]本发明鉴于上述问题而得以完成，其目的在于，提供一种蓄电池系统，能够抑制由多个单元构成的蓄电池中的单元的劣化。
解决技术问题所采用的技术方案
[0012]为了达成上述目的，本发明所涉及的蓄电池系统如下那样构成。
[0013]本发明所涉及的蓄电池系统与电力系统相连，构成为基于来自能源管理系统的充放电请求来工作，其中，该能源管理系统用于管理电力系统的电力供求。本发明所涉及的蓄电池系统所连接的电力系统的规模、结构并无限定。
[0014]本发明所涉及的蓄电池系统具备蓄电池、蓄电池监视装置、交直流转换装置、以及控制装置。蓄电池构成为多个单元的集合体。蓄电池的种类优选为锂离子电池、钠硫电池、镍氢电池等大容量蓄电池。
[0015]蓄电池监视装置是始终监视蓄电池的状态或以规定周期监视蓄电池的状态的装置。蓄电池监视装置的监视项目可列举出例如电流、电压、温度等状态量。关于电压，分别对个单元的电压进行监视。蓄电池监视装置利用传感器始终或以规定周期来测量作为监视项目的状态量，并将所获得的数据的一部分或全部作为蓄电池信息输出至外部。
[0016]交直流转换装置是将蓄电池与电力系统相连接的装置，具备如下功能:将电力系统的交流电转换成直流电并充电至蓄电池的功能、以及将蓄电池的直流电转换成交流电并向电力系统放电的功能。交直流转换装置也被称为功率调节器，通过交直流转换装置来调整对蓄电池的充电量以及来自蓄电池的放电量。
[0017]控制装置是存在于能源管理系统与交直流转换装置之间的装置。该控制装置接收由能源管理系统提供给蓄电池系统的充放电请求。控制装置既接收充放电请求也接收由蓄电池监视装置提供的蓄电池信息，构成为基于充放电请求及蓄电池信息来控制交直流转换
目.ο
[0018]控制装置具备休眠控制部。休眠控制部接收蓄电池信息，执行对交直流转换装置输出充放电指令的休眠控制，以将各个单元的平均电压保持在抑制蓄电池劣化的保持电压范围内。保持电压是最能抑制蓄电池劣化的电压，因蓄电池种类的不同而不同。保持电压范围是以该保持电压为中心、适用于抑制蓄电池劣化的范围，该保持电压范围被预先设定。
[0019]休眠控制部对交直流转换装置输出充放电指令，以将蓄电池信息所包含的多个单元的平均电压保持在抑制蓄电池劣化的保持电压范围内。此外，休眠控制部还具备休眠控制停止功能，该休眠控制停止功能在蓄电池信息所包含的多个单元中的某个电压在包含保持电压范围的容许电压范围外的情况下，停止休眠控制。容许电压范围的上限值设定为小于判断为蓄电池过充电的联锁阈值，容许电压范围的下限值设定为大于判断为蓄电池过放电的联锁阈值。
[0020]本发明所涉及的蓄电池系统的另一优选实施方式中，休眠控制部构成为预先存储有电力系统使用蓄电池系统的计划，根据该计划来执行休眠控制。计划能基于电力系统过去的电力供求历史而预先生成。例如，计划为在负载设备的耗电与发电设备的供电相平衡的时间段中执行休眠控制。
[0021]此外，还优选为，计划中设定有将蓄电池系统用于削减电力系统的峰值的峰值削减期间、以及该峰值削减期间之前的准备期间。此外，还优选为，休眠控制部具备峰值削减准备功能，即、在该准备期间中结束休眠控制，并提高蓄电池的电压。此外，峰值削减期间与准备期间不包含在执行上述休眠控制的时间段中。
[0022]本发明所涉及的蓄电池系统的另一个优选实施方式中，控制装置还具备联锁处理部。联锁处理部构成为在检测到蓄电池系统的异常的情况下实施与所检测到的异常内容相对应的联锁处理。蓄电池系统的异常例如能根据由蓄电池监视装置提供的蓄电池信息来检测到。关于蓄电池系统的异常检测，当然可以参照蓄电池信息以外的信息，例如来自交直流转换装置的信息。
发明效果
[0023]根据本发明所涉及的蓄电池系统，在对由多个单元构成的蓄电池进行休眠控制的过程中，若某个单元的电压在容许电压范围外，则停止休眠控制。因此，根据本发明所涉及的蓄电池系统，能够抑制单元的劣化。另外，还能够在单元的电压变为异常电压之前，停止充放电，从而防止蓄电池发生严重故障。
【附图说明】
[0024]图1是对本发明的实施方式I所涉及的系统结构进行说明的示意结构图。
图2是本发明的实施方式I所涉及的系统的框图。
图3是本发明的实施方式I中蓄电池系统所使用的计划的一个示例的图。
图4是本发明的实施方式I中为了实现休眠控制停止功能而由蓄电池系统执行的控制程序的流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在各图中，对相同要素标注相同的标号，并省略重复说明。
[0026]实施方式I
(实施方式I的整体结构)
图1是对本发明的实施方式I所涉及的系统结构进行说明的示意结构图。图1所示的蓄电池系统10与电力系统的送电设备20相连接。电力系统除了送电设备20之外，还包含与送电设备20相连的发电设备(省略图示)、与送电设备20相连的负载设备(省略图示)。蓄电池系统10通过计算机网络40与远处的能源管理系统(以下称为EMS)30相连。EMS30对发电设备的发电量