蓄電池系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種與電力系統(tǒng)相連的蓄電池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)通過利用送配電設(shè)備將發(fā)電設(shè)備與負(fù)載設(shè)備相連接而構(gòu)成。電力系統(tǒng)的規(guī)模各式各樣，有將多個(gè)大規(guī)模發(fā)電站與多個(gè)工廠或商業(yè)設(shè)施及住宅相連接的大規(guī)模的系統(tǒng)，也有在特定設(shè)施內(nèi)構(gòu)建的小規(guī)模的系統(tǒng)。無論何種規(guī)模的電力系統(tǒng)，都具備對(duì)電力系統(tǒng)整體的電力供求進(jìn)行管理的能源管理系統(tǒng)(EMS)，利用EMS來使發(fā)電設(shè)備的供電與負(fù)載設(shè)備的耗電取得平衡。
[0003]蓄電池系統(tǒng)與上述電力系統(tǒng)相連，將其用作為使電力供求平衡的一個(gè)手段。曾經(jīng)，難以存儲(chǔ)大量的電力，但通過鋰離子電池或鈉硫電池這樣的大容量蓄電池的實(shí)用化，使得能夠存儲(chǔ)大量的電力。通過將具備上述蓄電池的蓄電池系統(tǒng)與電力系統(tǒng)相連，從而能采用如下運(yùn)用:在電力的供大于求時(shí)，將過剩的電力對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，在電力的供小于求時(shí)，利用來自蓄電池的放電電力來彌補(bǔ)電力的不足。
[0004]上述蓄電池系統(tǒng)的優(yōu)選用途的一個(gè)示例為將該蓄電池系統(tǒng)與利用太陽能、風(fēng)能等自然能源的發(fā)電設(shè)備相組合。由于如今對(duì)能源問題或環(huán)境問題的意識(shí)有所提高，利用自然能源的發(fā)電設(shè)備被廣泛使用。然而，利用自然能源的發(fā)電設(shè)備中存在如下缺點(diǎn):由于季節(jié)或氣候等自然因素，使得發(fā)電電力容易受到影響，從而無法提供穩(wěn)定的電力。蓄電池系統(tǒng)是能彌補(bǔ)該缺點(diǎn)的系統(tǒng)，通過將蓄電池系統(tǒng)與利用自然能源的發(fā)電設(shè)備相組合，從而能提供穩(wěn)定的電力。
[0005]在將蓄電池系統(tǒng)與電力系統(tǒng)相連的情況下，利用上述EMS來管理蓄電池系統(tǒng)的動(dòng)作。蓄電池系統(tǒng)具備與蓄電池相連的交直流轉(zhuǎn)換裝置(PCS)t3PCS具備如下功能:將電力系統(tǒng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電并充電至蓄電池的功能、以及將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換成交流電并對(duì)電力系統(tǒng)放電的功能。通過EMS對(duì)PCS請(qǐng)求充放電，PCS根據(jù)充放電請(qǐng)求來工作，從而完成從電力系統(tǒng)對(duì)蓄電池的充電、或從蓄電池對(duì)電力系統(tǒng)的放電。
[0006]此外，申請(qǐng)人作為本發(fā)明的相關(guān)文獻(xiàn)，舉出以下記載的文獻(xiàn)。專利文獻(xiàn)I的圖9中繪制了與電力系統(tǒng)相連的蓄電池系統(tǒng)的一個(gè)示例。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I:日本專利特開2013 — 27210號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2012 — 75243號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0008]蓄電池安裝有監(jiān)視其狀態(tài)的蓄電池監(jiān)視裝置(以下也記作BMU)AMU的監(jiān)視項(xiàng)目中包含電流值、電壓值、溫度等，這些由BMU所具備的傳感器來測(cè)量。BMU根據(jù)電流值、電壓值、溫度等來檢測(cè)蓄電池的異常。關(guān)于蓄電池的保護(hù)，以往提出的蓄電池系統(tǒng)中，基于來自BMU的表示過充電、過放電、溫度異常等的嚴(yán)重故障信號(hào)來進(jìn)行聯(lián)鎖處理。然而，從BMU輸出嚴(yán)重故障信號(hào)的情況下，對(duì)于蓄電池來說已經(jīng)處于相當(dāng)程度的過負(fù)載狀態(tài)。例如，鋰離子電池的電解液使用可燃性的有機(jī)溶劑，是流過高電壓、大電流的蓄電池，希望設(shè)置更加安全的聯(lián)鎖處理。
[0009]本發(fā)明鑒于上述問題而得以完成，其目的在于，提供一種蓄電池系統(tǒng)，能夠提高聯(lián)鎖處理的安全性。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0010]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)如下那樣構(gòu)成。
[0011]本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)與電力系統(tǒng)相連，構(gòu)成為基于來自能源管理系統(tǒng)的充放電請(qǐng)求來工作，其中，該能源管理系統(tǒng)用于管理電力系統(tǒng)的電力供求。本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)所連接的電力系統(tǒng)的規(guī)模、結(jié)構(gòu)并無限定。
[0012]本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)具備蓄電池、蓄電池監(jiān)視裝置、交直流轉(zhuǎn)換裝置、以及控制裝置。蓄電池可以由單一的蓄電池單元來構(gòu)成，也可以構(gòu)成為多個(gè)蓄電池單元的集合體。蓄電池的種類優(yōu)選為鋰離子電池、鈉硫電池、鎳氫電池等大容量蓄電池。
[0013]蓄電池監(jiān)視裝置是始終監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)或以規(guī)定周期監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)的裝置。蓄電池監(jiān)視裝置的監(jiān)視項(xiàng)目可列舉出例如電流、電壓、溫度等狀態(tài)量。關(guān)于電壓，優(yōu)選為，在蓄電池由多個(gè)單元構(gòu)成的情況下，分別對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行電壓監(jiān)視。蓄電池監(jiān)視裝置利用傳感器始終或以規(guī)定周期來測(cè)量作為監(jiān)視項(xiàng)目的狀態(tài)量，并作為蓄電池信息將所獲得的數(shù)據(jù)的一部分或全部輸出至外部。
[0014]另外，蓄電池監(jiān)視裝置還具備聯(lián)鎖功能，在根據(jù)電流值、電壓值、溫度等檢測(cè)到蓄電池的過充電、過放電、溫度異常等嚴(yán)重故障的情況下，聯(lián)鎖功能使連接交直流轉(zhuǎn)換裝置與蓄電池的接觸器斷開。具體而言，蓄電池監(jiān)視裝置對(duì)于電流、電壓、溫度等狀態(tài)量分別設(shè)定有BMU上限閾值及BMU下限閾值。例如，蓄電池監(jiān)視裝置在蓄電池的電壓值高于BMU上限閾值的情況下判斷為產(chǎn)生了過充電，在低于BMU下限閾值的情況下，判斷為產(chǎn)生了過放電。對(duì)于電流值、溫度等也能同樣進(jìn)行判斷。蓄電池監(jiān)視裝置在判斷為發(fā)生了某種嚴(yán)重故障的情況下，實(shí)施聯(lián)鎖處理，以強(qiáng)制性地?cái)嚅_使交直流轉(zhuǎn)換裝置與蓄電池相連的接觸器。
[0015]交直流轉(zhuǎn)換裝置是將蓄電池與電力系統(tǒng)相連接的裝置，具備如下功能:將電力系統(tǒng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電并充電至蓄電池的功能、以及將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換成交流電并向電力系統(tǒng)放電的功能。交直流轉(zhuǎn)換裝置也被稱為功率調(diào)節(jié)器，通過交直流轉(zhuǎn)換裝置來調(diào)整對(duì)蓄電池的充電量以及來自蓄電池的放電量。交直流轉(zhuǎn)換裝置在充電量及放電量的調(diào)整過程中參照傳感器的輸出值。該傳感器對(duì)與充電量及放電量相關(guān)的物理量進(jìn)行測(cè)量，例如包含電流傳感器及電壓傳感器。
[0016]控制裝置是存在于能源管理系統(tǒng)與交直流轉(zhuǎn)換裝置之間的裝置。該控制裝置接收由能源管理系統(tǒng)提供給蓄電池系統(tǒng)的充放電請(qǐng)求。控制裝置既接收充放電請(qǐng)求也接收由蓄電池監(jiān)視裝置提供的蓄電池信息，構(gòu)成為基于充放電請(qǐng)求及蓄電池信息來控制交直流轉(zhuǎn)換
目.ο
[0017]控制裝置具備聯(lián)鎖處理部。聯(lián)鎖處理部構(gòu)成為在檢測(cè)到蓄電池系統(tǒng)的異常的情況下實(shí)施與所檢測(cè)到的異常內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的聯(lián)鎖處理。聯(lián)鎖處理部基于由蓄電池監(jiān)視裝置提供的蓄電池信息、以及由交直流轉(zhuǎn)換裝置提供的交直流轉(zhuǎn)換裝置信息中的至少一方，來檢測(cè)蓄電池系統(tǒng)的異常。此外，在聯(lián)鎖處理部中檢測(cè)到的蓄電池系統(tǒng)的異常是指，比在蓄電池監(jiān)視裝置中檢測(cè)到的嚴(yán)重故障程度要低的故障。
[0018]聯(lián)鎖處理部構(gòu)成為包含停止對(duì)交直流轉(zhuǎn)換裝置輸出充放電指令的處理，以作為聯(lián)鎖處理。若停止輸出充放電指令，則充電量與放電量的指示值變?yōu)榱悖恢绷鬓D(zhuǎn)換裝置停止充放電操作。另外，還優(yōu)選為，聯(lián)鎖處理部構(gòu)成為包含對(duì)交直流轉(zhuǎn)換裝置輸出跳閘指令的處理，以作為聯(lián)鎖處理。另外，還優(yōu)選為，聯(lián)鎖處理部構(gòu)成為包含使連接交直流轉(zhuǎn)換裝置與蓄電池的接觸器斷開的處理，以作為聯(lián)鎖處理。
[0019]具體而言，聯(lián)鎖處理部對(duì)于電流、電壓、溫度等狀態(tài)量分別設(shè)定有FBCS上限閾值及FBCS下限閾值。FBCS上限閾值設(shè)定為低于BMU上限閾值。另外，F(xiàn)BCS下限閾值設(shè)定為低于BMU下限閾值。例如，聯(lián)鎖處理部在蓄電池信息、交直流轉(zhuǎn)換裝置信息中包含的電壓值高于FBCS上限閾值的情況下判斷為產(chǎn)生了過充電，在低于FBCS下限閾值的情況下，判斷為產(chǎn)生了過放電。對(duì)于電流值、溫度等也能同樣進(jìn)行判斷。聯(lián)鎖處理部在判斷為產(chǎn)生了某種異常的情況下，根據(jù)異常內(nèi)容實(shí)施上述的停止輸出充放電指令、輸出跳閘指令、斷開接觸器等中的至少一個(gè)聯(lián)鎖處理。異常內(nèi)容根據(jù)檢測(cè)參數(shù)的種類、產(chǎn)生異常的檢測(cè)參數(shù)的個(gè)數(shù)、檢測(cè)值與閾值之間的偏離量等來預(yù)先設(shè)定。
發(fā)明效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明所涉及的蓄電池系統(tǒng)，能夠提供一種聯(lián)鎖處理的安全性得到提高的蓄電池系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0021]圖1是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的示意結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的系統(tǒng)的框圖。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式I中為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能而由蓄電池系統(tǒng)10所執(zhí)行的控制程序的流程圖。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式2中為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能而由蓄電池系統(tǒng)10所執(zhí)行的控制程序的流程圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式3中