蓄电系统的制作方法

专利名称：蓄电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种蓄电系统，该蓄电系统具备太阳能电池、商用交流电源以及蓄电池，利用太阳能电池的电力对蓄电池进行充电，将太阳能电池、商用交流电源以及蓄电池中的至少一个的电力供给至负载装置。
背景技术：
已知一种蓄电系统，其利用来自太阳能电池的电力被充满电，在停电的非常时刻 进行放电。在该蓄电系统中只在非常时刻进行放电。然而，在该系统中，由于只在非常时刻使蓄电池进行放电，因此不能说充分利用了太阳能电池。因此，为了实现对太阳能电池的电力的有效利用而提出了以下一种蓄电系统，该蓄电系统除了非常时刻以外，也允许放电到规定的阈值(例如，专利文献I)。该阈值被设定为能够供应停电时所要使用的电力的容量。专利文献I :日本特开2009-159730号公报另外，从节能的观点来看，考虑在白天通过太阳光发电对蓄电池进行充电、在夜间使蓄电池放电来利用太阳能供应住宅内所用的电力。然而，在以往的蓄电系统中，在通过太阳光发电得到的电力小于负载装置的耗电时，无论昼夜都利用来自蓄电池的放电供给电力。在这种情况下，会出现在夜间仅利用来自蓄电池的放电无法供应负载装置的耗电的状况。

发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种能够抑制夜间蓄电池电力不足的蓄电系统。根据本发明，提供了一种蓄电系统，具备蓄电池，在上述蓄电池的充电水平为基准充电水平以下的情况下，根据时间带来禁止或允许上述蓄电池对负载装置的放电。另外，上述蓄电系统还具备太阳能电池和商用交流电源，利用上述太阳能电池的电力对上述蓄电池进行充电，将上述太阳能电池、上述商用交流电源以及上述蓄电池中的至少一个的电力供给至负载装置，在白天上述太阳能电池的发电量小于上述负载装置的耗电量且上述蓄电池的充电水平比上述基准充电水平高时，允许从上述蓄电池对上述负载装置进行放电，在白天上述太阳能电池的发电量小于上述负载装置的耗电量且上述蓄电池的充电水平为上述基准充电水平以下时，禁止从上述蓄电池对上述负载装置进行放电，在夜间允许上述蓄电池进行上述蓄电池的充电水平低于上述基准充电水平的放电。根据该结构，在白天，利用太阳能电池的电力对蓄电池进行充电，在太阳能电池的发电量小于等于负载装置的耗电而电力不足时允许蓄电池放电。另一方面，在蓄电池的充电水平低于基准充电水平时禁止蓄电池放电，以确保夜间使用的电力。在夜间，允许蓄电池的容量低于基准充电水平，来利用在白天蓄积的电力。由此，能够抑制在夜间利用蓄电池供给电力时无法通过使蓄电池放电来供应电力的频率。另外，也可以是，作为上述蓄电池的充电水平的基准值，还设定了备用充电水平，该备用充电水平低于上述基准充电水平，并且与出现无法从上述太阳能电池和商用交流电源对上述负载装置供给电力的非常时刻时所要使用的电力量相当，在白天和夜间均从上述太阳能电池和上述商用交流电源的至少一方对上述负载装置供给电力，以避免上述蓄电池的充电水平低于上述备用充电水平，在出现上述非常时刻时，允许上述蓄电池进行低于上述备用充电水平的放电。根据该结构，在白天和夜间，蓄电池的充电水平都被维持为备用充电水平以上。在停止从商用交流电源供给电力的非常时刻允许蓄电池放电，因此即使在非常时刻也能够对负载装置供应电力。另外，也可以是，在白天上述太阳能电池的发电量小于上述负载装置的耗电量且上述蓄电池的充电水平为上述基准充电水平以下时，进行判断处理，判断是否为如下情况，即，基于达到满充电水平的期间为固定时间以上的过去的充电水平变化数据，在维持允许上述蓄电池放电的状态下，到夜间之前充电水平会恢复至上述基准充电水平，在通过该判断处理判断为充电水平会恢复时，维持允许从上述蓄电池对上述负载装置进行放电。

根据该结构，在白天上述太阳能电池的发电量小于上述负载装置的耗电量且蓄电池的充电水平从高于基准充电水平的水平降至低于基准充电水平的水平时，即充电水平进一步降低时，执行如下的处理。即，参照过去的充电水平变化数据中的达到满充电水平的期间为固定时间以上的过去的充电水平变化数据，根据该数据来判断之后充电水平是否会恢复至上述基准充电水平。在此，在判断为充电水平会恢复至上述基准充电水平时，维持允许从蓄电池对负载装置进行放电。即，在白天充电水平变为低于基准充电水平时，如果是通常的处理则禁止从蓄电池放电以确保夜间时使用的电力，但是在通过上述判断估计为充电水平会恢复时，允许从蓄电池对负载装置进行放电。通过这种处理，根据蓄电池的充电水平的降低状况来以最佳方式使用蓄电池的蓄电容量，因此能够降低来自商用交流电源的电力的使用量。另外，也可以是，在上述判断处理中，通过判断过去的表示蓄电池的充电水平的变化的充电水平变化数据与判断处理日的充电水平变化数据类似与否的处理来选出充电水平的变化近似的过去日，判断该选出日的充电水平变化数据中达到满充电水平的满充电水平期间是否为固定时间以上，在通过该判断而判断为满充电水平期间为固定时间以上时，判断为充电水平会恢复，维持允许从上述蓄电池对上述负载装置进行放电。根据该结构，在判断充电水平是否会恢复时，如上所述，选出与判断处理日的充电水平变化数据近似的过去的充电水平变化数据，并且判断获取到该充电水平变化数据的日子的充电水平中满充电水平期间是否为固定时间以上。即，基于具有与判断日类似的数据的日子的过去的数据来判断判断日的充电水平在之后是否会恢复，因此能够提高该判断的准确度。在上述判断处理中，也可以通过判断过去的表示太阳能电池的发电量的变化的发电量变化数据与判断处理日的发电量变化数据类似与否的处理来选出发电量的变化近似的过去日，判断该选出日的充电水平变化数据中达到满充电水平的满充电水平期间是否为固定时间以上，在通过该判断而判断为充满电水平期间为固定时间以上时，判断为充电水平会恢复，维持允许从上述蓄电池对上述负载装置进行放电。根据该结构，在判断充电水平是否会恢复时，如上所述，选出与判断处理日的发电量变化数据近似的过去的发电量变化数据，并且判断获取到该发电量变化数据的日子的充电水平中满充电水平期间是否为固定时间以上。即，基于具有与判断日类似的数据的日子的过去的数据来判断判断日的充电水平在之后是否会恢复，因此能够提高该判断的准确度。另外，也可以是将与上述负载装置在夜间消耗的夜间电力量相当的水平设定为上述基准充电水平。根据该结构，能够利用在白天充入蓄电池的电力量来供应夜间使用的电力，因此能够抑制从商用交流电源供给的电力的使用。另外，也可以是，在作为制定了上述商用交流电源的电费的时间带而设定了上述电费为普通价格的普通时间带和上述电费比上述普通价格低的低额时间带时，将相当于从上述负载装置在夜间消耗的夜间电力量中减去在上述低额时间带使用的低额电力量而得 到的电力量的水平设定为上述基准充电水平。商用交流电源的电费根据时间带而被划分为普通价格和低价格。即，夜间被划分为电费被设定为普通价格的普通时间带和电费被设定为低价格的低额时间带。所消耗的电费为在普通时间带使用的电力量乘以普通价格之积与在低额时间带使用的电力量乘以低价格之积的总和。因此，在本发明中，考虑到这个情况，将基准充电水平设定为相当于从夜间电力量中减去在商用交流电源的低额时间带使用的低价格使用电力量而得到的电力量的值。即，在变为低额时间带时，设定为电力不足，在该时间带使用来自商用交流电源的电力。因而，对于在夜间使用的电力，有效地使用了以低价格供给的电力，因此能够减少电费。发明的效果根据本发明，提供了一种能够抑制夜间蓄电池电力不足的蓄电系统。


通过参照以下附图的后述的对优选实施例的说明来明确本发明的目的和特征。图I是表示将本发明的蓄电系统具体化的一个实施方式中的包括该装置的电力供给系统的结构的框图。图2是表示该实施方式的蓄电系统的电力控制装置的结构的框图。图3是表示由该实施方式的电力控制装置执行的“电力控制处理”的处理过程的流程图。图4是表示由该实施方式的电力控制装置执行的“白天电力控制处理”的处理过程的流程图。图5是表示由该实施方式的电力控制装置执行的“夜间电力控制处理”的处理过程的流程图。图6是表示由该实施方式的电力控制装置执行的“充电水平恢复估计处理”的处理过程的流程图。图7是表示该实施方式的蓄电系统的控制方式的一例的时序图。图8是表示该实施方式的蓄电系统的控制方式的其它例的时序图。图9是表示该实施方式的蓄电系统的控制方式的另一例的时序图。
具体实施方式
下面，参照形成本说明书的一部分的附图来对本发明的实施方式进行更为详细的说明。在所有附图中，对同一或者类似的部分附加相同的附图标记，并省略说明。参照图f图9来说明本发明的一个实施方式。此外，在本实施方式中，例示了将本发明的蓄电系统作为电力供给系统的一部分来实施的情况。如图I所示，在住宅中设置有电力供给系统1，该电力供给系统I对设置在住宅内的各种设备(照明设备、空调、家用电器以及视听设备等)供给电力。电力供给系统I将家庭用的商用交流电源(AC电源)2的电力供给至各种设备，除此之外将利用太阳光发电的太阳能电池3的电力也供给至各种设备。电力供给系统I除了对通过输入直流电源(DC电源)来进行动作的DC设备5供给电力之外，还对通过输入商用交流电源2来进行动作的AC设备6供给电力。在以下的实施方式的说明中，以住宅为设置电力供给系统I的场所的例子来进行说明，但是并不限定于此，也能够设置于集合住宅或公寓、办公室、工厂等地来进行应用。在电力供给系统I中设置有控制器7和DC配电盘(内置直流断路器)8来作为该系统I的配电盘。另外，在电力供给系统I中设置有控制单元9和继电器单元10来作为对住宅的DC设备5的动作进行控制的设备。使交流电力分支的AC配电盘11通过交流体系电力线12被连接至控制器7。控制器7经由该AC配电盘11与商用交流电源2相连接，并且通过直流体系电力线13与太阳能电池3相连接。控制器7从AC配电盘11取入交流电力，并且从太阳能电池3取入直流电力，将这些电力转换为规定的直流电力来作为设备电源。并且，控制器7将转换后的该直流电力通过直流体系电力线14输出到DC配电盘8，或者通过直流体系电力线15输出到蓄电池16。控制器7不仅能够取入交流电力，还能够将太阳能电池3、蓄电池16的直流电力转换为交流电力并供给至AC配电盘11。控制器7通过信号线17执行与DC配电盘8之间的数据交换。DC配电盘8是支持直流电力的一种断路器。DC配电盘8使从控制器7输入的直流电力分支，将该分支后的直流电力通过直流体系电力线18输出到控制单元9，或者通过直流体系电力线19输出到继电器单元10。另外，DC配电盘8通过信号线20进行与控制单元9之间的数据交换，或者通过信号线21进行与继电器单元10之间的数据交换。在控制单元9上连接有多个DC设备5。这些DC设备5通过直流供给线路22与控制单元9相连接，该直流供给线路22能够输送直流电力和数据这两者。直流供给线路22通过所谓的电力线载波通信而利用一对线将电力和数据这两者输送到DC设备5，在该电力线载波通信中将利用高频的载波电传数据的通信信号叠加到作为DC设备5的电源的直流电压。控制单元9通过直流体系电力线18获取DC设备5的直流电源，基于通过信号线20而从DC配电盘8获得的动作指令来掌握DC设备5的动作控制方式。然后，控制单元9通过直流供给线路22将直流电压和动作指令输出到被指示的DC设备5，来对DC设备5的动作进行控制。 对住宅内的DC设备5的动作进行切换时操作的开关23通过直流供给线路22被连接至控制单元9。另外，传感器24通过直流供给线路22被连接至控制单元9，该传感器24例如对来自红外线远程控制器的发送电波进行检测。由此，不仅能够根据来自DC配电盘8的动作指示，还能够根据开关23的操作、传感器24的检测来利用通过直流供给线路22发送的通信信号对DC设备5进行控制。多个DC设备5分别通过独立的直流体系电力线25被连接至继电器单元10。继电器单元10通过直流体系电力线19获取DC设备5的直流电源，基于通过信号线21而从DC配电盘8获得的动作指令来掌握使哪个DC设备5动作。然后，针对被指示的DC设备5，继电器单元10利用内置的继电器接通或断开向直流体系电力线25进行的电源供给，从而对DC设备5的动作进行控制。另外，用于对DC设备5进行手动操作的多个开关26被连接至继电器单元10，通过开关26的操作来利用继电器接通或断开向直流体系电力线25进行的电源供给，由此控制DC设备5。例如以墙壁插座、地板插座的形式被安装在住宅中的直流插座27通过直流体系电力线28被连接至DC配电盘8。如果将DC设备的插头(省略图示)插入该直流插座27，则能够对该设备直接供给直流电力。

另外,在AC配电盘11上连接有能够远程检查例如商用交流电源2的使用量的电表29。电表29中不仅配备了远程检查商用电源使用量的功能，例如还配备了电力线载波通信、无线通信的功能。电表29通过电力线载波通信、无线通信等向电力公司等发送查表结果O在电力供给系统I中设置有能够通过网络通信来控制住宅内的各种设备的网络系统30。在网络系统30中设置有住宅内服务器31来作为该系统30的控制器。住宅内服务器31经由因特网等网络N与住宅外的管理服务器32相连接，并且通过信号线33被连接至住宅内设备34。另外，住宅内服务器31将通过直流体系电力线35从DC配电盘8获取的直流电力作为电源来进行动作。对基于网络通信的住宅内的各种设备的动作控制进行管理的控制箱36通过信号线37被连接至住宅内服务器31。控制箱36通过信号线17与控制器7及DC配电盘8相连接，并且能够通过直流供给线路38直接控制DC设备5。例如能够远程检查所使用的煤气量、自来水量的煤气/自来水表39被连接至控制箱36，并且网络系统30的操作面板40也与控制箱36相连接。在操作面板40上连接有例如由门电话室外机(F' T * >子器)、传感器或照相机构成的监视设备41。住宅内服务器31当经由网络N接收到住宅内的各种设备的动作指令时，对控制箱36通知指示，使控制箱36动作以使各种设备执行按照动作指令的动作。另外，住宅内服务器31能够将从煤气/自来水表39获取的各种信息经由网络N提供给管理服务器32，并且当从操作面板40接收到表示利用监视设备41检测到异常的信息时，也将该意思经由网络N提供给管理服务器32。蓄电系统100由太阳能电池3、蓄电池16、控制器7以及电力控制装置70构成。蓄电系统100根据太阳能电池3的发电量和DC设备5的直流电力使用量来控制蓄电池16。太阳能电池3周期性地测量太阳光发电量PWS，通过信号线51将太阳光发电量PWS输出到电力控制装置70。此外，太阳光发电量PWS根据太阳光的强度而变动，并且也根据对太阳能电池3施加的负载而变动。例如，在即使太阳能电池3中剩余了足够的发电余量时，或与太阳能电池3连接的DC设备5的直流电力总使用量仍小于该太阳能电池3的发电量时，太阳能电池3均能够发出与DC设备5的总耗电量相应的量的电力。蓄电池16根据来自电力控制装置70的请求进行充电和放电。利用备用水平CLB、表示高于备用水平CLB的充电水平的预备充电水平CLA(基准充电水平)这两个水平来对蓄电池16进行管理。备用水平CLB是为了在夜间时停电、火灾等非常时刻停止供给电力时供应规定时间的电力而设定的。例如，备用水平CLB被设定为与在非常时刻使用的电力量相当的充电水平。对蓄电池16进行控制使得在非常时刻以外的期间蓄电池16的充电量不会变为备用水平CLB以下。
预备充电水平CLA是为了供应夜间时的耗电而设定的。例如，预备充电水平CLA被设定为与夜间时使用的平均每晚的电力量相当的充电水平。蓄电池16周期性地测量充电水平CL，通过信号线52将该充电水平CL输出到电力控制装置70。预备充电水平CLA是针对每个季节而设定的。例如，春季、秋季的预备充电水平CLA被设定为低于夏季、冬季的预备充电水平CLA。能够通过触摸面板等接口对该设定值进行设定变更。控制器7中设置有将太阳能电池3的电力转换为低电压的直流电力的DC/DC转换器。通过DC/DC转换器，太阳能电池3的电力被转换为规定的电压值。控制器7根据来自电力控制装置70的请求将来自商用交流电源2的交流转换为直流，并将来自太阳能电池3、蓄电池16的直流转换为交流。例如，在DC设备5的直流使用量PWD大于来自太阳能电池3的太阳光发电量PWS而直流电力不足时，由控制器7将交流转换为直流，以供应不足的直流电力。另一方面，在DC设备5的直流使用量PWD小于来自太阳能电池3的太阳光发电量PWS而太阳能电池3的电力有所剩余时，由控制器7将直流转换为交流以对AC设备6供给电力。控制器7对从交流转换为直流而得到的ACDC电力量和从直流转换为交流而得到的DCAC电力量进行测量，通过信号线53将这些电力量输出到电力控制装置70。参照图2来说明电力控制装置70。如该图所示，电力控制装置70包括运算装置71、与太阳能电池3、控制器7以及蓄电池I6等外部装置进行信息通信的通信部72、太阳光发电量保存部73、A⑶C电力量保存部74、蓄电池充电水平保存部75、直流使用量保存部76以及蓄电池基准值保存部77。通信部72通过信号线5广53接收从太阳能电池3、蓄电池16以及控制器7输出的太阳光发电量PWS、充电水平CL、A⑶C电力量、DCAC电力量等信息。另外，该通信部72将这些信息输出到运算装置71。并且，将来自运算装置71的动作指令发送给太阳能电池3、蓄电池16以及控制器7。运算装置71进行电力控制处理、白天电力控制处理、夜间电力控制处理以及充电水平恢复估计处理。运算装置71根据通过信号线5广53发送过来的太阳光发电量PWS和蓄电池16的充电水平CL来形成发电量变化数据DTA、平均每日的总发电量DTB以及充电水平变化数据DTC。发电量变化数据DTA是将太阳光发电量PWS发送过来的时刻与该时刻的太阳光发电量PWS作为一对而进行汇总得到的数据，表示针对时刻的太阳光发电量PWS的变化。平均每日的总发电量DTB表示该日的太阳能电池3的总太阳光发电量。充电水平变化数据DTC表示针对时刻的充电水平CL的变化。太阳光发电量保存部73将发电量变化数据DTA和平均每日的总发电量DTB存储为太阳光发电数据DT。太阳光发电数据DT会被保持几年时间。太阳光发电数据DT在预测太阳光发电量PWS的变化时被用作参照数据。ACDC电力量保存部74存储ACDC电力量和DCAC电力量。蓄电池充电水平保存部75存储实际测量到的充电水平CL和充电水平变化数据DTC。直流使用量保存部76存储直流电力的使用量(直流使用量)，即DC设备5的耗电量。蓄电池基准值保存部77存储备用水平CLB和预备充电水平CLA。参照图3来说明电力控制处理的处理过程。此外，该处理是由电力控制装置70每隔规定的运算周期反复执行的。关于对蓄电池16的控制，在白天和夜间进行不同的控制。S卩，通过步骤SllO来判断处理时刻是否处于能够由太阳能电池3进行发电的时间带。在通过该步骤SllO得到肯定判断时，即判断为是白天时，通过步骤S120执行“白天电力控制处理”。另一方面，在通过步骤SllO得到否定判断时，即判断为是夜间时，通过步骤S130执行“夜间电力控制处理”。在此，将能够由太阳能电池3进行发电的时间带设为白天，例如，白天被设定为从日出时刻至IJ日落时刻的时间带，夜间被设定为从日落时刻到日出时刻的时间带。因而，该时间带的长度随季节而变更。参照图4来说明由电力控制装置70执行的“白天电力控制处理”的处理过程。此夕卜，该处理是由电力控制装置70每隔规定的运算周期反复执行的。 通过步骤S210将太阳能电池3的电力优先分配于对DC设备5进行电力供给。在太阳能电池3的电力有剩余时，或者在对DC设备5供给电力而出现电力不足时，如下那样进行电力控制。通过步骤S220将太阳能电池3的太阳光发电量PWS与DC设备5的直流使用量(耗电量)PWD的总量进行比较。在此，在判断为太阳光发电量PWS大于直流使用量PWD的总量时，即太阳光发电量PWS产生剩余电力时，通过步骤S230判断蓄电池16的充电水平CL是否达到了满充电水平CLC。在蓄电池16的充电水平CL未达到满充电水平CLC时，通过步骤S240将太阳能电池3的电力分配于对DC设备5进行电力供给，并将其剩余电力分配于对蓄电池16进行充电。此时，太阳光发电量PWS为DC设备5的直流使用量PWD与对蓄电池16的充电量PWE的总和。另一方面，在蓄电池16的充电水平CL已达到满充电水平CLC时，通过步骤S250将太阳能电池3的电力分配于对DC设备5进行电力供给，并通过控制器7将太阳光发电量PWS的剩余电力从直流转换为交流，供给至AC设备6。此时，太阳光发电量PWS等于DC设备5的直流使用量PWD与从直流转换为交流而得到的DCAC电力量之和。在通过步骤S220判断为太阳光发电量PWS小于等于直流使用量PWD时，通过步骤S260来判断蓄电池16的充电水平CL是否大于预备充电水平CLA。即，判断是否能够从蓄电池16供给直流使用量PWD的不足电力。在通过该步骤S260判断为蓄电池16的充电水平CL大于预备充电水平CLA时，通过步骤S270使蓄电池16放出与直流使用量PWD的不足电力相当的电力量，来对DC设备5供给电力。此时，太阳光发电量PWS与来自蓄电池16的放电量PWF的总和与DC设备5的直流使用量PWD的总和相等。在通过步骤S260判断为蓄电池16的充电水平CL为预备充电水平CLA以下时，通过步骤S280判断蓄电池16的充电水平CL是否大于备用水平CLB。在通过该步骤S280得到肯定判断时，通过步骤S290进行判断之后充电水平CL是否会恢复至预备充电水平CLA的处理(以下称为“充电水平恢复估计处理”)。接着，在步骤S 300中在根据充电水平恢复估计处理而判断为充电水平CL的降低是暂时的时，估计为充电水平CL会恢复至预备充电水平CLA，从而如上述的步骤S270所示那样使蓄电池16放电。在该步骤S300中根据充电水平恢复估计处理判断为充电水平CL的降低不是暂时的时，估计为充电水平CL不会恢复，在步骤S310中，对于与直流使用量PWD的不足电力相当的电力量，将来自商用交流电源2的交流转换为直流来对DC设备5供给电力。此时，从交流转换为直流而得到的ACDC电力量与太阳光发电量PWS的总和与DC设备5的直流使用量PWD的总和相等。在通过步骤S280判断为蓄电池16的充电水平CL为备用水平CLB以下时，在步骤S310中，对于与直流使用量PWD的不足电力相当的电力量，将来自商用交流电源2的交流转换为直流来对DC设备5供给电力，并将充电水平CL维持为备用水平CLB。参照图5来说明夜间电力控制处理的处理过程。此外，该处理是由电力控制装置70每隔规定的运算周期反复执行的。在夜间太阳能电池3不发电，因此来自蓄电池16和商用交流电源2的电力被供给至DC设备5。在蓄电池16蓄积有剩余电力时，优先使蓄电池16放电。 即，通过步骤S320来判断蓄电池16的充电水平CL是否大于备用水平CLB，在通过该步骤得到肯定判断时，通过步骤S330使蓄电池16放电来对DC设备5供给电力。另一方面，在通过该步骤S320得到否定判断时，在步骤S340中将来自商用交流电源2的交流转换为直流来对DC设备5供给电力。参照图6来说明在白天电力控制处理中执行的“充电水平恢复估计处理”的处理过程。该充电水平恢复估计处理在以下的情况下执行在白天，在判断为太阳光发电量PWS小于等于DC设备5的直流使用量PWD而蓄电池16的充电水平CL为预备充电水平CLA以下且大于备用水平CLB。首先，通过步骤S410来判断该日在充电水平恢复估计处理开始时刻以前是否存在充电水平CL超过预备充电水平CLA的时刻。在此得到肯定判断时，估计为原本具有增大倾向的太阳光发电量PWS具有减少倾向。另一方面，在通过步骤S410判断为不存在充电水平CL超过预备充电水平CLA的时刻时，估计处于由于太阳没有上升而太阳发电量仍较小的时刻或者从开始发电时起就为阴天，因此中止充电水平恢复估计处理，通过步骤S460判断为充电水平CL并非暂时降低。在通过步骤S410得到肯定判断时，通过步骤S420读取与白天电力控制处理执行日同月的过去的全部充电水平变化数据DTC。此外，在不存在过去的数据时，读取作为参考数据而预先存储的参考数据。接着，通过步骤S430对该处理日的充电水平变化数据DTC与读取出的过去的充电水平变化数据DTC进行比较，来抽取出与该处理日的充电水平变化数据DTC类似的数据。关于数据类似与否，根据在该处理日充电水平CL最开始变为高于预备充电水平CLA的时刻(以下称为“预备充电水平超过时刻”)与过去的充电水平变化数据DTC中的预备充电水平超过时刻之差是否处于预先设定的误差范围内来进行判断。此外，在从过去的充电水平变化数据DTC中抽取出多个数据时，选择充电水平CL变为低于预备充电水平CLA时的时刻最接近的数据。 在步骤S440中，针对作为类似的数据而被选择出的充电水平变化数据DTC进行以下判断是否存在充电水平CL上升而达到满充电水平CLC的时期(第一判断)，以及充电水平CL达到满充电水平CLC的期间是否超过了预先设定的规定时间(第二判断)。在第一判断和第二判断被肯定的情况下，输出以下的意思充电水平CL的降低是暂时的(步骤S450)。即，基于在与处理日的充电水平变化数据DTC类似的状况下达到满充电水平CLC的时间超过了规定时间，而估计处理日中的充电水平CL在之后也会达到满充电水平CLC或者充电水平CL会向上升倾向反转。另一方面，在第一判断和第二判断中的至少一方的判断被否定时，输出以下的意思充电水平CL的降低不是暂时的(步骤S460)。参照图7来说明蓄电系统100的控制方式的一例中的各种参数的变化。该图表示一整天都是晴天而太阳能电池3进行理想发电时的方式在时刻t I时，执行夜间电力控制处理。此时，由于充电水平CL大于备用水平CLB而处于能够放电的状态，因此通过使蓄电池16放电来供应由DC设备5使用的直流使用量PWD的电力。在时刻t2时，开始白天电力控制处理。从该时刻起由太阳能电池3进行发电，该电力被供给至DC设备5。由于太阳光发电量PWS小于DC设备5的直流使用量PWD，因此出现不足电力。由商用交流电源2供应该不足电力。此外，在白天，在充电水平CL为预备充电水平CLA以下时，原则上不进行放电。 在时刻t3时，太阳能电池3的太阳光发电量PWS超过DC设备5的直流使用量PWD，太阳光发电量PWS有剩余。利用该剩余电力对蓄电池16进行充电。之后，随着太阳上升，太阳光发电量PWS增大，随之蓄电池16的充电水平CL上升。在时刻t4时，蓄电池16的充电水平CL达到满充电水平CLC，无法再充更多的电。充电水平CL被维持为满充电水平CLC的状态。此时，太阳光发电量PWS超过了 DC设备5的直流使用量PWD，另一方面，相对于太阳能电池3所能够发出的发电量，太阳能电池3的负载小，因此太阳光发电量PWS与DC设备5的直流使用量PWD的总和相等。在时刻t5时，太阳能电池3的太阳光发电量PWS变为小于DC设备5的直流使用量PWD，仅利用太阳光发电量PWS无法完全供应DC设备5的直流使用量PWD。此时，使蓄电池16放电，以补充该不足电力量。之后，随着太阳的落下而太阳光发电量PWS变小，不足电力量也增大，因此蓄电池16的充电水平CL也降低。在时刻t6时，开始夜间电力控制处理。由于太阳能电池3不进行发电，因此通过使蓄电池16放电来将电力供给至DC设备5。之后，随着DC设备5的直流使用量PWD变大，蓄电池16的放电量也增大。在深夜时间带，DC设备5的直流使用量PWD变为待机电力而处于低水平。在图7所示的例子中，在白天充分地确保了蓄电池16的充电量，因此可以通过来自蓄电池16的放电来供应夜间的DC设备5的直流使用量PW)。参照图8来说明蓄电系统100的控制方式的其它例中的各种参数的变化。该图表示由于天气变化而太阳能电池3的发电出现暂时降低时的方式。在时刻tl时，由于充电水平CL大于备用水平CLB，因此通过使蓄电池16放电来供应由DC设备5使用的直流使用量PWD的电力。之后，充电水平CL渐渐降低，接近备用水平CLB。在时刻t2时，充电水平CL降低到备用水平CLB。此时，禁止放电以避免蓄电池16的充电水平CL变为备用水平CLB以下，充电水平CL被维持为备用水平CLB。此时，通过来自商用交流电源2的电力来供应DC设备5的直流使用量PWD。在时刻t3时，开始白天电力控制处理。从该时刻起由太阳能电池3进行发电，该电力被供给至DC设备5。在该时刻由于太阳光发电量PWS小于DC设备5的直流使用量PWD，因此出现不足电力。此外，由于充电水平CL未达到预备充电水平CLA，因此由商用交流电源2供应该不足电力。在时刻t4时，太阳能电池3的太阳光发电量PWS超过DC设备5的直流使用量PWD，太阳光发电量PWS有剩余。利用该剩余电力对蓄电池16进行充电。之后，随着太阳上升，太阳光发电量PWS增大，随之蓄电池16的充电水平CL上升。之后，充电水平CL超过预备充电水平CLA。在时刻t5时，太阳能电池3的太阳光发电量PWS变为小于DC设备5的直流使用量PWD。即，由于天气变化，太阳光发电量PWS降低。此时，只利用太阳光发电量PWS无法完全供应DC设备5的直流使用量PWD，因此使蓄电池16放电。
在时刻t6时，蓄电池16的充电水平CL降低到预备充电水平CLA0此时，执行“充电水平恢复估计处理”，来判断充电水平CL的降低是否为暂时的。在本例中，示出了以下情况下的例子将处理日的充电水平变化数据DTC与在同月的过去的日子中选出的充电水平变化数据DTC进行比较而判断为充电水平CL会恢复至预备充电水平CLA。在这种情况下，进行低于预备充电水平CLA的放电。之后，示出了太阳光发电量PWS的减少倾向反转而增大的情形。在时刻t7时，太阳光发电量PWS超过DC设备5的直流使用量PWD。此时，利用太阳光发电量PWS的剩余电力对蓄电池16进行充电。之后，充电水平CL渐渐上升，再次超过预备充电水平CLA。在时刻t8时，太阳光发电量PWS变为小于DC设备5的直流使用量PWD，仅利用太阳光发电量PWS无法完全供应DC设备5的直流使用量PWD。此时，使蓄电池16放电，以补充该不足电力量。在时刻t9时，开始夜间电力控制处理。通过使蓄电池16放电来将电力供给至DC设备5。之后，随着DC设备5的直流使用量PWD变大，蓄电池16的放电量也增大，充电水平CL降低。参照图9来说明蓄电系统100的控制方式的其它例中的各种参数的变化。该图示出天气不稳定而太阳能电池3的发电量少时的方式。在时刻tl时，充电水平CL处于备用水平CLB。因此，通过来自商用交流电源2的电力来供应深夜时间带的DC设备5的直流使用量PWD。在时刻t2时，开始白天电力控制处理。从该时刻起由太阳能电池3进行发电，该电力被供给至DC设备5。由于太阳光发电量PWS小于DC设备5的直流使用量PWD，因此出现不足电力。由商用交流电源2供应该不足电力。在时刻t3时，太阳能电池3的太阳光发电量PWS超过DC设备5的直流使用量PWD，太阳光发电量PWS有剩余。利用该剩余电力对蓄电池16进行充电。之后，随着太阳上升，太阳光发电量PWS增大，随之蓄电池16的充电水平CL上升。之后，充电水平CL超过预备充电水平CLA。在时刻t4时，太阳能电池3的太阳光发电量PWS变为小于DC设备5的直流使用量PWD。即，由于天气变化，太阳光发电量PWS降低。此时，只利用太阳光发电量PWS无法完全供应DC设备5的直流使用量PWD，因此使蓄电池16放电。
在时刻t5时，蓄电池16的充电水平CL降低到预备充电水平CLA。此时，执行“充电水平恢复估计处理”，来判断充电水平CL的降低是否为暂时的。在本例中，将处理日的充电水平变化数据DTC与在同月的过去的日子中选出的充电水平变化数据DTC进行比较，而估计为充电水平CL不会恢复至预备充电水平CLA，因此禁止低于预备充电水平CLA的放电。即，在该时刻，停止蓄电池16的放电，代之由商用交流电源2供应不足电力。在时刻t6时，太阳能电池3的太阳光发电量PWS超过DC设备5的直流使用量PWD。即，太阳光发电量PWS恢复，太阳光发电量PWS增大。利用太阳光发电量PWS的剩余电力对蓄电池16进行充电 。之后，充电水平CL渐渐上升。在时刻t7时，太阳能电池3的太阳光发电量PWS变为小于DC设备5的直流使用量PWD，仅利用太阳光发电量PWS无法完全供应DC设备5的直流使用量PWD。此时，使蓄电池16放电，以补充该不足电力量。在时刻t8时，开始夜间电力控制处理。通过使蓄电池16放电来将电力供给至DC设备5。之后，随着DC设备5的直流使用量PWD变大，蓄电池16的放电量也增大，充电水平CL降低。在时刻t9时，充电水平CL降低到备用水平CLB。此时，为了维持备用水平CLB，禁止蓄电池16放电。由商用交流电源2供应不足电力。根据本实施方式的蓄电系统100，能够起到以下的效果。(I)在本实施方式中，在白天太阳光发电量PWS小于DC设备5的直流使用量PWD且蓄电池16的充电水平CL高于预备充电水平CLA时，允许从蓄电池16对DC设备5进行放电。在白天太阳光发电量PWS小于DC设备5的直流使用量PWD且蓄电池16的充电水平CL为预备充电水平CLA以下时，禁止从蓄电池16对D C设备5进行放电。在夜间允许进行蓄电池16的充电水平CL低于预备充电水平CLA的蓄电池16的放电。根据该结构，在白天，利用太阳能电池3的电力对蓄电池16进行充电，在太阳能电池3的发电力变为DC设备5的直流使用量PWD以下而电力不足时允许蓄电池16放电。另一方面，在蓄电池16的充电水平CL为预备充电水平CLA以下时禁止蓄电池16放电，以确保夜间使用的电力。在夜间，允许蓄电池16的容量低于预备充电水平CLA来利用在白天蓄积的电力。由此，能够抑制在夜间利用蓄电池16进行电力供给时无法通过蓄电池16放电来供应电力的频率。(2)在本实施方式中，在白天和夜间，从太阳能电池3和商用交流电源2的至少一方对DC设备5供给电力以使蓄电池16的充电水平CL不会低于备用水平CLB。另外，在出现无法从太阳能电池3和商用交流电源2对DC设备5供给电力的非常时刻时，允许低于备用水平CLB的蓄电池16的放电。根据该结构，在白天和夜间，蓄电池16的充电水平CL都被维持为备用水平CLB以上。另一方面，在无法从商用交流电源2和太阳能电池3供给电力的非常时刻，允许蓄电池16放电，因此即使在电力供给的非常时刻也能够对DC设备5供应电力。(3)在本实施方式中，在白天太阳能电池3的发电量变为小于DC设备5的直流使用量PWD且蓄电池16的充电水平CL从高于预备充电水平CLA的水平降至低于预备充电水平CLA的水平时，执行以下的判断处理。即，判断是否为如下情况基于达到满充电水平CLC的期间为固定期间以上的过去的充电水平变化数据DTC，即使维持允许蓄电池16放电的状态，到夜间之前充电水平CL也会恢复至预备充电水平CLA。在通过该判断而判断为充电水平CL会恢复时，维持允许从蓄电池16对DC设备5进行电力供给的状态。根据该结构，在白天太阳能电池3的发电量小于DC设备5的直流使用量PWD且蓄电池16的充电水平CL从高于预备充电水平CLA的水平降至低于预备充电水平CLA的水平时，执行下面的判断处理。即，将达到满充电水平CLC的期间为固定时间以上的过去的充电水平变化数据DTC与判断处理日的充电水平变化数据DTC进行比较。在判断为充电水平CL会恢复至预备充电水平CLA时，维持允许从蓄电池16对DC设备5进行放电。即，在白天充电水平CL变为低于预备充电水平CLA时，如果是通常的处理则禁止从蓄电池16放电以确保夜间时使用的电力。另一方面，在通过上述判断估计为即使继续允许放电而充电水平CL也会恢复时，允许从蓄电池16对DC设备5进行放电。通过这种处理，根据蓄电池16的充电水平CL的降低状况来以最佳方式使用蓄电池16的蓄电容量，因此能够降低来自商用交流电源2的电力的使用量。

(4)在充电水平恢复估计处理中，根据过去的表示蓄电池16的充电水平CL的变化的充电水平变化数据DTC与判断处理日的充电水平变化数据DTC类似与否来选出充电水平CL的变化近似的过去日。然后，判断在该日的充电水平变化数据DTC中达到满充电水平CLC的满充电水平期间是否为固定时间以上。在通过该判断而判断为满充电水平期间为固定时间以上时，判断为充电水平CL会恢复而维持允许从蓄电池16对DC设备5进行放电。根据该结构，在判断为充电水平CL会恢复时，如上所述，选出与判断处理日的充电水平变化数据DTC近似的过去的充电水平变化数据DTC。然后，判断获取到该充电水平变化数据DTC的日子的充电水平CL的满充电水平期间是否为固定时间以上。g卩，根据具有与判断日类似的数据的日子的过去的数据来判断判断日的充电水平在之后是否会恢复，因此能够提高该判断的准确度。(5)在本实施方式中，将与夜间使用的平均每夜的电力量相当的充电水平设定为预备充电水平CLA。根据该结构，能够利用在白天对蓄电池16充入的电力量来供应在夜间使用的电力，因此能够抑制从商用交流电源2供给的电力的使用。(其它实施方式)本发明的蓄电系统100的实施方式并不限定于上述实施方式所例示的内容，例如也能够如下那样变更来实施。另外，以下的各变形例并非仅应用于上述实施方式，也能够将不同的变形例彼此相互组合来实施。 在上述实施方式中，将备用水平CLB设定为与无法从太阳能电池3和商用交流电源2供给电力的非常时刻的电力量相当的充电水平CL，但是也可以代替这种设定而将备用水平CLB设定为大于与非常时刻电力相当的充电水平CL的值。根据这种设定，在非常时刻能够供给更多的电力。·在上述实施方式中，将预备充电水平CLA设定为与供应夜间耗电的夜间电力量相当的水平，但是也可以代替这种设定而将预备充电水平CLA设定为低于供应夜间耗电的夜间电力量的水平。根据这种结构，利用在白天对蓄电池16充入的电力量来供应在夜间使用的电力的一部分，因此能够减少从商用交流电源2供给的电力的使用。这种设定在蓄电池16的最大充电量小于在夜间使用的电力的总量时有效。 另外，也可以如下那样设定预备充电水平CLA。即，将预备充电水平CLA设定为如下水平，该水平等同于从夜间电力量中减去在商用交流电源2的低额时间带使用的使用电力量而求出的电力量。在这种情况下，在低额时间带使用来自商用交流电源2的电力。这种设定是基于下面的理由。商用交流电源2的电费根据时间带而被划分为普通价格和低价格。S卩，一日被划分为电费被设定为普通价格的普通时间带和电费被设定为低价格的低额时间带。因此，在本发明中，考虑到这种情况，将预备充电水平CLA设定为相当于从夜间的直流使用量中减去在商用交流电源2的低额时间带使用的低价格使用电力量而得到的电力量的值。即，在变为低额时间带时，设定为电力不足，在低额时间带使用来自商用交流电源2的电力。因而，对于在夜间使用的电力，有效地利用了以低价格供给的电力，因此能够降低电费。 ·在上述实施方式的“充电水平恢复估计处理”中，通过对判断处理日的充电水平变化数据DTC与过去的充电水平变化数据DTC进行比较来选出与该处理日类似的数据，但是也可以代之进行如下处理。即，考虑到充电水平CL是否会恢复基于太阳光发电量PWS，因此也可以通过判断过去的表示太阳光发电量PWS的变化的发电量变化数据DTA与判断处理日的发电量变化数据DTA类似与否的处理来选出太阳光发电量PWS的变化近似的过去日，判断该选出日的充电水平变化数据中达到满充电水平的满充电水平期间是否为规定时间以上，在通过该判断而判断为满充电水平期间为规定时间以上时，判断为充电水平会恢复，允许从上述蓄电池对上述负载装置进行放电。在判断类似与否的处理中，根据判断处理日中的太阳光发电量PWS达到规定阈值的时刻与所选出的过去的发电量变化数据DTA中的太阳光发电量PWS达到规定阈值的时刻是否处于预先决定的允许范围内，来判断其类似与否。然后，在两个数据的时刻均处于允许范围内时，判断为两个数据相类似，在未处于允许范围内时，判断为两个数据不类似。此外，在该判断类似与否的处理中，也可以代替上述这种处理而根据两个变化数据的曲线数据来判断是否近似。根据这种结构，基于具有与判断日类似的数据的日子的过去的数据来判断判断日的充电水平CL在之后是否会恢复，因此能够提高该判断的准确度。·在上述实施方式的“充电水平恢复估计处理”中，通过与过去的数据比较充电水平CL的变化来估计充电水平CL在之后是否会恢复。该估计是以充电水平CL与太阳光发电量PWS连动为前提而进行的。然而，作为充电水平CL降低的主要原因，认为除了太阳光发电量PWS降低以外，还存在DC设备5的直流使用量PWD的增大。因此，考虑到这个情况，也可以与如上所示的“充电水平恢复估计处理” 一起进行下面的处理，或进行下面的处理来代替如上所示的“充电水平恢复估计处理”。S卩，在执行充电水平恢复处理时，与步骤S410同样地，判断该日在充电水平恢复估计处理的开始时刻以前是否存在充电水平CL超过预备充电水平CLA的时刻。在此得到肯定判断时，读取与该估计处理日同时期记录的过去的DC设备5的耗电变化数据。从这些耗电变化数据中选出从规定时刻(例如上午6点)到该估计处理开始时的耗电变化数据相类似的过去日。并且，针对该选出日的充电水平变化数据进行以下判断是否存在充电水平CL上升而达到满充电水平CLC的时期(第一判断)，以及充电水平CL达到满充电水平CLC 的期间是否超过了预先设定的规定时间(第二判断)。然后，在第一判断和第二判断被肯定的情况下，输出以下的意思充电水平CL的降低是暂时的。在第一判断和第二判断中的至少一方的判断被否定时，输出以下的意思充电水平CL的降低不是暂时的。
在上述实施方式中，通过“充电水平恢复估计处理”的步骤S410来判断在充电水平恢复估计处理的开始时刻之前是否存在充电水平CL超过预备充电水平CLA的时刻，但是也可以代替这种判断处理而进行如下的判断处理。即，也可以在该步骤中判断充电水平恢复估计处理的开始时刻是否为规定时刻以后。此处的规定时刻被设定能充分确保在之后充电水平CL转为上升后该水平达到超过预备充电水平CLA的时间。认为在下午5点以后即使开始充电水平恢复估计处理，充电水平CL也不会恢复至预备充电水平CLA，因此上述规定时刻例如被设定为中午12点等时刻。此外，也可以针对每个季节设定该规定时刻。
·在上述实施方式中，在“白天电力控制处理”的步骤S220中，对太阳光发电量与DC设备的直流使用量的总量进行比较，但是该DC设备的直流使用量也可以被定义为包括从直流转换为交流的电力量即DCAC电力量的量。·在上述实施方式中，将能够由太阳能电池3进行发电的时间带例如设定为从太阳的日出时刻到日落时刻的时间带，但是也可以代替这种设定而将该时间带设定为日出时刻经过几小时后的规定时刻到日落时刻几小时前的规定时刻的时间带。以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限于这些特定的实施方式，在不脱离权利要求的范围的情况下能够进行各种变更和变形，这些也属于本发明的范畴。
权利要求
1.一种蓄电系统，具备蓄电池， 在上述蓄电池的充电水平为基准充电水平以下的情况下，根据时间带来禁止或允许上述蓄电池对负载装置的放电。
2.根据权利要求I所述的蓄电系统，其特征在于， 还具备太阳能电池和商用交流电源，利用上述太阳能电池的电力对上述蓄电池进行充电，将上述太阳能电池、上述商用交流电源以及上述蓄电池中的至少一个的电力供给至负载装置， 在白天上述太阳能电池的发电量小于上述负载装置的耗电量且上述蓄电池的充电水平比上述基准充电水平高时，允许从上述蓄电池对上述负载装置进行放电， 在白天上述太阳能电池的发电量小于上述负载装置的耗电量且上述蓄电池的充电水平为上述基准充电水平以下时，禁止从上述蓄电池对上述负载装置进行放电， 在夜间允许上述蓄电池进行上述蓄电池的充电水平低于上述基准充电水平的放电。
3.根据权利要求2所述的蓄电系统，其特征在于， 作为上述蓄电池的充电水平的基准值，还设定了备用充电水平，该备用充电水平低于上述基准充电水平，并且与出现无法从上述太阳能电池和商用交流电源对上述负载装置供给电力的非常时刻时所要使用的电力量相当， 在白天和夜间均从上述太阳能电池和上述商用交流电源中的至少一方对上述负载装置供给电力，以避免上述蓄电池的充电水平低于上述备用充电水平， 在出现上述非常时刻时，允许上述蓄电池进行低于上述备用充电水平的放电。
4.根据权利要求2或3所述的蓄电系统，其特征在于， 在白天上述太阳能电池的发电量小于上述负载装置的耗电量且上述蓄电池的充电水平为上述基准充电水平以下时，进行判断处理，判断是否为如下情况，即，基于达到满充电水平的期间为固定时间以上的过去的充电水平变化数据，在维持允许上述蓄电池放电的状态下，到夜间之前充电水平会恢复至上述基准充电水平，在通过该判断处理判断为充电水平会恢复时，维持允许从上述蓄电池对上述负载装置进行放电。
5.根据权利要求4所述的蓄电系统，其特征在于， 在上述判断处理中，通过判断过去的表示蓄电池的充电水平的变化的充电水平变化数据是否与判断处理日的充电水平变化数据类似的处理来选出充电水平的变化近似的过去日，判断该选出日的充电水平变化数据中达到满充电水平的满充电水平期间是否为固定时间以上，在通过该判断而判断为满充电水平期间为固定时间以上时，判断为充电水平会恢复，维持允许从上述蓄电池对上述负载装置进行放电。
6.根据权利要求4所述的蓄电系统，其特征在于， 在上述判断处理中，通过判断过去的表示太阳能电池的发电量的变化的发电量变化数据是否与判断处理日的发电量变化数据类似的处理来选出发电量的变化近似的过去日，判断该选出日的充电水平变化数据中达到满充电水平的满充电水平期间是否为固定时间以上，在通过该判断而判断为满充电水平期间为固定时间以上时，判断为充电水平会恢复，维持允许从上述蓄电池对上述负载装置进行放电。
7.根据权利要求2飞中的任一项所述的蓄电系统，其特征在于， 将与上述负载装置在夜间消耗的夜间电力量相当的水平设定为上述基准充电水平。
8.根据权利要求2 7中的任一项所述的蓄电系统，其特征在于， 在作为制定了上述商用交流电源的电费的时间带而设定了上述电费为普通价格的普通时间带和上述电费比上述普通价格低的低额时间带时，将与从上述负载装置在夜间消耗的夜间电力量中减去在上述低额时间带使用的低额电力量而得到的电力量相当的水平设定为上述基准充电水平。
全文摘要
蓄电系统具备太阳能电池、商用交流电源以及蓄电池，利用太阳能电池的电力对蓄电池进行充电，将太阳能电池、商用交流电源以及蓄电池中的至少一个的电力供给至负载装置。在蓄电系统中，在白天太阳能电池的发电量小于负载装置的耗电量且蓄电池的充电水平比基准充电水平高时，允许从蓄电池对负载装置进行放电，在白天太阳能电池的发电量小于负载装置的耗电量且蓄电池的充电水平为基准充电水平以下时，禁止从蓄电池对负载装置进行放电，在夜间允许蓄电池进行蓄电池的充电水平低于基准充电水平的放电。
文档编号H02J3/32GK102640377SQ201080054041
公开日2012年8月15日 申请日期2010年10月1日 优先权日2009年10月5日
发明者竹原清隆 申请人:松下电器产业株式会社