JP7422951B1 - 蓄電池制御システム、蓄電池の制御方法、蓄電池の制御プログラム、および統合コントローラ - Google Patents

Abstract

本開示に係る蓄電池制御システムは、第１インバータと、第２インバータと、統合コントローラと、を備え、前記統合コントローラは、前記第１蓄電池および前記第２蓄電池の特徴値、または、前記第１インバータおよび前記第２インバータの温度に基づき、前記第１インバータおよび前記第２インバータの動作を、ＧＦＬ制御とＧＦＭ制御との間で切り替え、前記電圧源が生成した交流電圧における振幅および周波数の変化に基づき、前記電流源の運転状態が調整される。

Description

本開示は、蓄電池制御システム、蓄電池の制御方法、蓄電池の制御プログラム、および統合コントローラに関する。

特許文献１には、複数の分散型電源および制御装置を備える、分散型電源システムが開示されている。各分散型電源は、電流源および電圧源のいずれかとして用いられている。電流源は、電圧源が出力する電圧及び周波数に同期するように運転する。

特開２００８－２７８７００号公報

分散型電源として蓄電池を用いる場合、特許文献１の開示を適用すると、電圧源として用いられる蓄電池と、電流源として用いられる蓄電池と、が存在することになる。この場合、それぞれの蓄電池で負荷が偏り、特定の蓄電池の劣化が進行する可能性がある。

本開示は、上記の事情に鑑みて、特定の蓄電池の劣化が進行することを抑制可能な、蓄電池制御システム、蓄電池の制御方法、蓄電池の制御プログラム、および統合コントローラを提供することを目的とする。

本開示に係る蓄電池制御システムの一つの態様は、複数の蓄電池を制御する蓄電池制御システムであって、第１蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第１インバータと、第２蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第２インバータと、前記第１インバータおよび前記第２インバータを制御する統合コントローラと、を備え、前記第１インバータは、前記第１蓄電池を電圧源として機能させるためのＧＦＭ制御と、前記第１蓄電池を電流源として機能させるためのＧＦＬ制御と、の間で動作を切替可能であり、前記第２インバータは、前記第２蓄電池を電圧源として機能させるためのＧＦＭ制御と、前記第２蓄電池を電流源として機能させるためのＧＦＬ制御と、の間で動作を切替可能であり、前記統合コントローラは、前記第１蓄電池および前記第２蓄電池の特徴値、または、前記第１インバータおよび前記第２インバータの温度に基づき、前記第１インバータおよび前記第２インバータの動作を、前記ＧＦＬ制御と前記ＧＦＭ制御との間で切り替え、前記電圧源が生成した交流電圧における振幅および周波数の変化に基づき、前記電流源の運転状態が調整される。

本開示に係る蓄電池の制御方法の一つの態様は、第１蓄電池および第２蓄電池の特徴値、または、前記第１蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第１インバータおよび前記第２蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第２インバータの温度に基づき、前記第１インバータおよび前記第２インバータの動作を、ＧＦＬ制御とＧＦＭ制御との間で切り替えるステップと、前記ＧＦＭ制御に基づいて生成された交流電圧における振幅および周波数の変化に基づき、前記ＧＦＬ制御における運転状態を調整するステップと、を有し、前記ＧＦＭ制御は、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池を電圧源として機能させるための制御であり、前記ＧＦＬ制御は、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池を電流源として機能させるための制御である。

本開示に係る蓄電池の制御プログラムは、コンピュータに、第１蓄電池および第２蓄電池の特徴値、または、前記第１蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第１インバータおよび前記第２蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第２インバータの温度に基づき、前記第１インバータおよび前記第２インバータの動作を、ＧＦＬ制御とＧＦＭ制御との間で切り替えるステップと、前記ＧＦＭ制御に基づいて生成された交流電圧における振幅および周波数の変化に基づき、前記ＧＦＬ制御における運転状態を調整するステップと、を実行させ、前記ＧＦＭ制御は、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池を電圧源として機能させ、前記ＧＦＬ制御は、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池を電流源として機能させる。

本開示に係る統合コントローラの一つの態様は、第１蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第１インバータと、第２蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第２インバータと、を制御する統合コントローラであって、前記統合コントローラは、前記第１蓄電池および前記第２蓄電池の特徴値、または、前記第１インバータおよび前記第２インバータの温度に基づき、前記第１インバータおよび前記第２インバータの動作を、ＧＦＬ制御とＧＦＭ制御との間で切り替えさせる動作切替信号を出力し、前記ＧＦＭ制御は、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池を電圧源として機能させ、前記ＧＦＬ制御は、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池を電流源として機能させ、前記電圧源が生成した交流電圧における振幅および周波数の変化に基づき、前記電流源の運転状態が調整される。

本開示によれば、蓄電池の劣化を抑制することが可能な、蓄電池制御システム、蓄電池の制御方法、蓄電池の制御プログラム、および統合コントローラを提供できる。

本開示に係るマイクログリッドの構成例を示す図である。 本開示に係るＧＦＭ制御を説明する図である。 本開示に係るＧＦＬ制御を説明する図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態について説明する。なお、本開示の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるマイクログリッドについて説明する模式図である。図１に示すように、マイクログリッド１は、発電設備２と、複数の受配電設備４と、複数の蓄電池５と、送配電網６と、蓄電池制御システム１０と、を備えている。蓄電池制御システム１０は、統合コントローラ１１と、複数のＰＣＳ（Power Conditioning System)１２と、を含んでいる。マイクログリッド１は、送配電網６によって、電力系統３に接続されている。また、マイクログリッド１内の構成要素は、送配電網６によって、互いに接続されている。

発電設備２は、例えば、風力発電所、太陽電池、水力発電所、等である。これら以外の種類の発電設備２を用いてもよい。また、複数の種類の発電設備２が組み合わせて用いられてもよい。マイクログリッド１は、電力の需給状況に応じて、複数の蓄電池５を充電および放電させるように構成されている。例えば、電力の需要が小さい状況では、発電設備２が生成した電力を用いて、複数の蓄電池５を充電する。また、電力の需要が大きい状況では、発電設備２が生成した電力と、複数の蓄電池５の電力と、を合成して、電力系統３に出力する。あるいは、合成された電力を、マイクログリッド１内の負荷に供給してもよい。

また、マイクログリッド１と電力系統３との間には、不図示の開閉器が設けられてもよい。開閉器は、閉状態と開状態との間で切り替え可能である。開閉器が閉状態のとき、マイクログリッド１と電力系統３とが切り離される。この状態を、アイランドモードという。アイランドモードでは、マイクログリッド１が独立して電力を生成および消費する。開閉器が開状態のとき、マイクログリッド１と電力系統３とが接続される。この状態を、系統接続モードという。

各蓄電池５は、例えば、リチウムイオン電池、ＮＡＳ電池、レドックスフロー電池、等であってもよい。その他の種類の蓄電池５を用いてもよい。各ＰＣＳ１２は、各蓄電池５の充放電を制御するインバータＩＮＶを内蔵している。また、各ＰＣＳ１２は、インバータＩＮＶを制御する制御部Ｃ、統合コントローラ１１と通信する通信部Ｔ、等を有している。

以下の説明では、複数のＰＣＳ１２のうち、任意の２つを、第１ＰＣＳ１２ａおよび第２ＰＣＳ１２ｂという。また、複数の蓄電池５のうち、任意の２つを、第１蓄電池５ａおよび第２蓄電池５ｂという。第１ＰＣＳ１２ａは第１蓄電池５ａの充放電を制御し、第２ＰＣＳ１２ｂは第２蓄電池５ｂの充放電を制御する。また、第１ＰＣＳ１２ａに含まれるインバータＩＮＶを「第１インバータ」という。第２ＰＣＳ１２ｂに含まれるインバータＩＮＶを「第２インバータ」という。

第１ＰＣＳ１２ａおよび第２ＰＣＳ１２ｂは、ＧＦＬ(Grid following)制御とＧＦＭ(Grid forming)制御との間で、動作を切替可能である。ＧＦＬ制御とは、対応する蓄電池５を、電流源として機能させる動作である。ＧＦＭ制御とは、対応する蓄電池５を、電圧源として機能させる動作である。つまり、第１ＰＣＳ１２ａは、第１蓄電池５ａを、電圧源および電流源のいずれとして機能させるかを切り替えることができる。同様に、第２ＰＣＳ１２ｂは、第２蓄電池５ｂを、電圧源および電流源のいずれとして機能させるかを切り替えることができる。

統合コントローラ１１は、第１ＰＣＳ１２ａおよび第２ＰＣＳ１２ｂの動作を、ＧＦＬ制御とＧＦＭ制御との間で切り替えさせる。具体的に、統合コントローラ１１は、動作切替信号を第１ＰＣＳ１２ａおよび第２ＰＣＳ１２ｂに出力する。動作切替信号とは、ＧＦＬ制御とＧＦＭ制御との間で動作を切り替えるための信号である。

統合コントローラ１１は、第１インバータおよび第２インバータの温度に基づいて、動作切替信号を第１ＰＣＳ１２ａおよび第２ＰＣＳ１２ｂに出力してもよい。この場合、第１インバータおよび第２インバータの温度が、統合コントローラ１１に入力される。統合コントローラ１１は、第１インバータおよび第２インバータの温度差が小さくなるように、動作切替信号を第１ＰＣＳ１２ａおよび第２ＰＣＳ１２ｂに出力する。

例えば、ＧＦＭ制御を行うインバータのほうが、ＧＦＬ制御を行うインバータよりも、温度が高くなる傾向がある場合を仮定する。また、第１インバータがＧＦＭ制御を行い、第２インバータがＧＦＬ制御を行っていると仮定する。統合コントローラ１１は、第１インバータと第２インバータとの間の温度差を演算する。この温度差が閾値を超えた場合、統合コントローラ１１は、ＧＦＬ制御を行うための動作切替信号を第１ＰＣＳ１２ａに出力する。さらに、統合コントローラ１１は、ＧＦＭ制御を行うための動作切替信号を第２ＰＣＳ１２ｂに出力する。

これにより、第１インバータと第２インバータとの温度差が小さくなる。したがって、マイクログリッド１に含まれる、特定のインバータのみが高温になることを、抑制することができる。言い換えると、マイクログリッド１に含まれる複数のインバータの負荷を平準化することが可能となる。

また、統合コントローラ１１は、第１蓄電池５ａおよび第２蓄電池５ｂの特徴値に基づいて、動作切替信号を第１ＰＣＳ１２ａおよび第２ＰＣＳ１２ｂに出力してもよい。この場合、第１蓄電池５ａおよび第２蓄電池５ｂの特徴値が、統合コントローラ１１に入力される。特徴値とは、例えば、温度、ＳＯＣ（State of charge：充電率）、ＳＯＨ(State of health：健康状態)、等のパラメータである。また、これらのパラメータを組み合わせて用いてもよい。統合コントローラ１１は、第１蓄電池５ａおよび第２蓄電池５ｂの特徴値の差が小さくなるように、動作切替信号を第１ＰＣＳ１２ａおよび第２ＰＣＳ１２ｂに出力する。

例えば、ＧＦＭ制御が行われる蓄電池のほうが、ＧＦＬ制御が行われる蓄電池よりも、劣化が進行する傾向がある場合を仮定する。また、第１インバータがＧＦＭ制御を行い、第２インバータがＧＦＬ制御を行っていると仮定する。統合コントローラ１１は、第１蓄電池５ａおよび第２蓄電池５ｂの特徴値の差を演算する。この差が閾値を超えた場合、統合コントローラ１１は、ＧＦＬ制御を行うための動作切替信号を第１ＰＣＳ１２ａに出力する。さらに、統合コントローラ１１は、ＧＦＭ制御を行うための動作切替信号を第２ＰＣＳ１２ｂに出力する。

これにより、第１蓄電池５ａおよび第２蓄電池５ｂの特徴値の差が小さくなる。したがって、マイクログリッド１に含まれる、特定の蓄電池のみで劣化が進行することを、抑制することができる。言い換えると、マイクログリッド１に含まれる複数の蓄電池の劣化の度合いを平準化することが可能となる。上記した「閾値」は、例えば予備実験によって予め定められ、統合コントローラ１１のメモリ等に記憶される。

統合コントローラ１１は、演算部、通信部等を有している。演算部は、ＣＰＵ等であり、上記した統合コントローラ１１の機能を実現するための演算を行う。通信部は、各ＰＣＳ１２と、無線または有線による通信を行う。例えば、演算部が生成した動作切替信号は、通信部を介して、各ＰＣＳ１２に伝達される。

また、本実施の形態では、電圧源としての蓄電池およびインバータが生成した、交流電圧における振幅および周波数の変化に基づき、電流源としての蓄電池およびインバータの運転状態が調整される。「運転状態」とは、例えば、有効電力および無効電力の大きさである。以下の説明では、ＧＦＬ制御を行うインバータを、「電流源インバータ」という。同様に、ＧＦＭ制御を行うインバータを、「電圧源インバータ」という。以下、図２、図３を用いて、ＧＦＭ制御およびＧＦＬ制御の一例を説明する。

図２は、ＧＦＭ制御の一例を説明する図である。図２に示す「電力供給対象」とは、複数の蓄電池５による電力供給の対象である。例えば、複数の蓄電池５が電力系統３に電力を供給する場合は、マイクログリッド１と電力系統３とを接続する電力線が、「電力供給対象」である。マイクログリッド１に含まれる複数の蓄電池５のうち、少なくとも１つは、電圧源として用いられる。言い換えると、マイクログリッド１に含まれる複数のＰＣＳ１２のうち、少なくとも１つのインバータは、ＧＦＭ制御を行う。

図２に示すＱｍｅａｓｕｒｅは、電力供給対象に供給された無効電力Ｑの実測値である。Ｐｍｅａｓｕｒｅは、電力供給対象に供給された有効電力Ｐの実測値である。実測値Ｑｍｅａｓｕｒｅおよび実測値Ｐｍｅａｓｕｒｅは、例えば電力供給対象となる電力線に取り付けられた計測機によって計測される。計測された実測値Ｑｍｅａｓｕｒｅおよび実測値Ｐｍｅａｓｕｒｅは、ゼロ次ホールド（ＺＯＨ：Zero Order Hold）され、ＧＦＭ制御を行うＰＣＳ１２に入力される。以下、そのＰＣＳ１２の制御部Ｃにおける処理を説明する。

Ｑｒｅｆは、無効電力Ｑの指令値である。Ｐｒｅｆは、有効電力Ｐの指令値である。指令値Ｐｒｅｆおよび指令値Ｑｒｅｆは、例えば、統合コントローラ１１が演算してもよい。指令値Ｐｒｅｆおよび指令値Ｑｒｅｆは、ＧＦＭ制御を行うＰＣＳ１２の制御部Ｃに入力される。

ＧＦＭ制御を行う制御部Ｃは、無効電力Ｑに関して、指令値Ｑｒｅｆと実測値Ｑｍｅａｓｕｒｅとの偏差ｄＱを演算する。制御部Ｃは、図２の制御ブロックＢ１１においてＱｖ制御を行う。「Ｑｖ制御」では、電圧源インバータが電力供給対象に出力する交流電圧の振幅を、指令値Ｑｒｅｆに基づいて演算する。また、Ｑｖ制御は、偏差ｄＱをゼロに近づけるためのフィードバック制御である。このフィードバック制御は、例えばＰＩ制御であってもよい。また、制御部Ｃは、制御ブロックＢ１１における出力に対して、定格電圧Ｖｍ［Ｖ］を加算する。加算によって得られる値が、電圧源インバータが電力供給対象に出力する電圧の、出力振幅Ｖｖとなる。

ＧＦＭ制御を行う制御部Ｃは、図２の制御ブロックＢ１２によって示されるように、仮想同期発電機制御を行う。仮想同期発電機制御とは、電圧源インバータが蓄電池５の直流電力を交流電力に変換する際に、同期発電機を模した特性を付与する制御である。仮想同期発電機制御は、ＶＳＧ(Virtual Synchronous Generator)制御とも呼ばれる。ＶＳＧ制御を行うことで、蓄電池５を用いて生成した交流電力に慣性を付与し、負荷変動に対する安定性を高めることができる。図２に示す制御ブロックＢ１２は、ＶＳＧ制御の具体例を表している。

ＶＳＧ制御を行う制御部Ｃは、有効電力Ｐに関して、指令値Ｐｒｅｆと実測値Ｐｍｅａｓｕｒｅとの偏差ｄＰを演算する。また、制御部Ｃは、偏差ｄＰに基づき、周波数に関する偏差ｄｆを演算する。偏差ｄｆを演算する際に、実際の同期発電機のダンパー成分Ｄおよびイナーシャ成分Ｍを模擬した伝達関数が設定される。制御部Ｃは、制御ブロックＢ１２における出力である偏差ｄｆに対して、定格周波数ｆｎ［Ｈｚ］を加算する。加算によって得られる値が、電圧源インバータが電力供給対象に出力する、出力周波数ｆｖとなる。また、制御部Ｃは、制御ブロックＢ１３に示すように、ガバナ制御を行う。ガバナ制御とは、同期発電機が回転速度を一定に保つための調速機を模した制御である。

電圧源インバータは、出力振幅Ｖｖ、出力周波数ｆｖの交流電圧を電力供給対象に供給する。以上が、電圧源としてＧＦＭ制御を行うＰＣＳ１２の動作である。次に、電流源としてＧＦＬ制御を行うＰＣＳ１２の動作について説明する。

図３は、ＧＦＬ制御の一例を説明する図である。図３に示すＶ、ｆは、電圧源インバータから供給された交流電圧の実測値である。Ｖ、ｆは、電圧振幅Ｖの実測値および周波数ｆの実測値の組である。電流実測値Ｉｍｅａｓｕｒｅは、電力供給対象に供給された電流の実測値である。なお、実測値である周波数ｆの周波数成分に対応する電圧振幅が、電圧波形の主成分である場合に、上記した電圧振幅Ｖの実測値に代えて、電圧実効値を用いて以下で説明する制御を行ってもよい。

交流電圧の電圧振幅Ｖ、周波数ｆ、および電流実測値Ｉｍｅａｓｕｒｅは、例えば電力供給対象となる電力線に取り付けられた計測機によって計測される。計測された実測値Ｖ、ｆおよび電流実測値Ｉｍｅａｓｕｒｅは、ゼロ次ホールド（ＺＯＨ：Zero Order Hold）され、ＧＦＬ制御を行うＰＣＳ１２に入力される。そのＰＣＳ１２の制御部Ｃにおいて、図３の制御ブロックＢ２１に示されるｆＰ制御およびｖＱ制御が行われる。「ｆＰ制御」では、制御部Ｃが、実測値である周波数ｆに基づいて、有効電力Ｐの目標値Ｐｔａｒｇｅｔを演算する。「ｖＱ制御」では、制御部Ｃが、実測値である電圧振幅Ｖに基づいて、無効電力Ｑの目標値Ｑｔａｒｇｅｔを演算する。例えば、制御部Ｃが予め定めた、周波数ｆの設定値ｆｒと、電圧振幅Ｖの設定値Ｖｒと、が存在する場合を考える。このとき、制御部Ｃは、設定値ｆｒと、実測値である周波数ｆと、の差が小さくなるように目標値Ｐｔａｒｇｅｔを演算する。また、制御部Ｃは、設定値Ｖｒと、実測値である電圧振幅Ｖと、の差が小さくなるように目標値Ｑｔａｒｇｅｔを演算する。

次いで、図３の制御ブロックＢ２２に示されるように、電流換算が行われる。すなわち、ＰＣＳ１２の制御部Ｃが、目標値Ｐｔａｒｇｅｔおよび目標値Ｑｔａｒｇｅｔを電流指令値Ｉｒｅｆに換算する。また、制御部Ｃは、電流指令値Ｉｒｅｆと電流実測値Ｉｍｅａｓｕｒｅとの偏差ΔＩを演算する。制御部Ｃは、制御ブロックＢ２３において、偏差ΔＩを入力としてフィードバック制御を行う。制御ブロックＢ２３における伝達関数は、偏差ΔＩがゼロに近づくように設定される。このフィードバック制御は、例えばＰＩ制御であってもよい。

制御部Ｃは、制御ブロックＢ２３の出力に対して、実測値である電圧振幅Ｖに基づく加算を行う。この加算の結果に基づき、電流源インバータは電力供給対象に電力を供給する。以上が、電流源としてＧＦＭ制御を行うＰＣＳ１２の動作である。

以上のように、ＧＦＭ制御では、蓄電池５およびインバータＩＮＶが電圧源として機能し、交流電圧における出力振幅Ｖｖ、出力周波数ｆｖを生成する。ＧＦＬ制御では、蓄電池５およびインバータＩＮＶが電流源として機能し、実測値Ｖ、ｆに基づいて電流（有効電力Ｐ、無効電力Ｑ）を供給する。これにより、電圧源インバータが電力供給対象に供給する有効電力および無効電力を、電流源インバータによって分担することができる。

なお、上述した統合コントローラ１１およびＰＣＳ１２の機能は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、プログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。これらの機能のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアが協働することで実現されてもよい。

上述したＰＣＳ１２および統合コントローラ１１の機能を実現するためのプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。そして、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することにより、上述したＰＣＳ１２および統合コントローラ１１における処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータ」とは、ＯＳ及び周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータ」は、インターネット又はＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ－ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。

また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部又は外部に設けられた記録媒体も含まれる。尚、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に、ＰＣＳ１２および統合コントローラ１１で合体されてもよい。また、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバ又はクライアントとなるコンピュータ内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電池制御システム１０は、複数の蓄電池５を制御する蓄電池制御システム１０であって、第１蓄電池５ａからの直流電力を交流電力に変換する第１インバータと、第２蓄電池５ｂからの直流電力を交流電力に変換する第２インバータと、第１インバータおよび第２インバータを制御する統合コントローラ１１と、を備える。第１インバータは、第１蓄電池５ａを電圧源として機能させるためのＧＦＭ制御と、第１蓄電池５を電流源として機能させるためのＧＦＬ制御と、の間で動作を切替可能である。第２インバータは、第２蓄電池５ｂを電圧源として機能させるためのＧＦＭ制御と、第２蓄電池５ｂを電流源として機能させるためのＧＦＬ制御と、の間で動作を切替可能である。統合コントローラ１１は、第１蓄電池５ａおよび第２蓄電池５ｂの特徴値、または、第１インバータおよび第２インバータの温度に基づき、第１インバータおよび第２インバータの動作を、ＧＦＬ制御とＧＦＭ制御との間で切り替える。電圧源が生成した交流電圧における振幅Ｖおよび周波数ｆの変化に基づき、電流源の運転状態（有効電力Ｐ、無効電力Ｑ）が調整される。

このような蓄電池制御システム１０によれば、複数の蓄電池５の劣化の度合いを平準化することが可能となり、特定の蓄電池５のみで劣化が進行することを抑制できる。あるいは、複数のインバータの負荷を平準化することが可能となり、特定のインバータのみが高温になることを抑制できる。

また、「特徴値」は、温度、ＳＯＣ、ＳＯＨの少なくとも一つであってもよい。例えば温度を特徴値として用いた場合、複数の蓄電池５の温度を平準化することができる。ＳＯＣを特徴値として用いた場合、複数の蓄電池５のＳＯＣを平準化することができる。ＳＯＨを特徴値として用いた場合、複数の蓄電池５のＳＯＨを平準化することができる。

なお、本開示は、以下のような蓄電池の制御方法を提案する。すなわち、蓄電池の制御方法は、第１蓄電池５ａおよび第２蓄電池５ｂの特徴値、または、第１蓄電池５ａからの直流電力を交流電力に変換する第１インバータおよび第２蓄電池５ｂからの直流電力を交流電力に変換する第２インバータの温度に基づき、第１インバータおよび第２インバータの動作を、ＧＦＬ制御とＧＦＭ制御との間で切り替えるステップと、ＧＦＭ制御に基づいて生成された交流電圧における振幅Ｖおよび周波数ｆの変化に基づき、ＧＦＬ制御における運転状態を調整するステップと、を有する。この制御方法において、ＧＦＭ制御は、第１蓄電池５ａまたは第２蓄電池５ｂを電圧源として機能させるための制御であり、ＧＦＬ制御は、第１蓄電池５ａまたは第２蓄電池５ｂを電流源として機能させるための制御である。

また、本開示は、以下のような蓄電池の制御プログラムを提案する。すなわち、蓄電池の制御プログラムは、コンピュータに、第１蓄電池５ａおよび第２蓄電池５ｂの特徴値、または、第１蓄電池５ａからの直流電力を交流電力に変換する第１インバータおよび第２蓄電池５ｂからの直流電力を交流電力に変換する第２インバータの温度に基づき、第１インバータおよび第２インバータの動作を、ＧＦＬ制御とＧＦＭ制御との間で切り替えるステップと、ＧＦＭ制御に基づいて生成された交流電圧における振幅および周波数の変化に基づき、ＧＦＬ制御における運転状態を調整するステップと、を実行させる。ＧＦＭ制御は、第１蓄電池５ａまたは第２蓄電池５ｂを電圧源として機能させるための制御であり、ＧＦＬ制御は、第１蓄電池５ａまたは第２蓄電池５ｂを電流源として機能させるための制御である。

実施の形態２．
次に、実施の形態２に係るマイクログリッド１および蓄電池制御システム１０について説明する。本実施の形態に係るマイクログリッド１および蓄電池制御システム１０は、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点を中心に説明する。

本実施の形態では、統合コントローラ１１が、複数のＰＣＳ１２に対して、それぞれの基準電力を割り当てる。「基準電力」は、複数のＰＣＳ１２が複数の蓄電池５を用いて生成し、合成された電力が、電力の需要に適合するように設定される。例えば、ＧＦＭ制御においては、図２に示すＱｒｅｆ、Ｐｒｅｆの値が、基準電力を反映した値に設定される。また、ＧＦＬ制御においては、図３に示すＱｔａｒｇｅｔ、Ｐｔａｒｇｅｔの値が、基準電力を反映した値に設定される。

このように、統合コントローラ１１が各ＰＣＳ１２（すなわち、各インバータＩＮＶ）に対する基準電力を設定することで、複数の蓄電池５の負荷を平準化することができる。

なお、本開示の技術的範囲は前記実施の形態に限定されず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、図２および図３に示すＧＦＭ制御およびＧＦＬ制御は一例に過ぎない。ＧＦＭ制御は、蓄電池５の電気エネルギーを電圧源として取り出すことができればよい。また、ＧＦＬ制御は、蓄電池５の電気エネルギーを電流源として取り出すことができればよい。

また、マイクログリッド１は、電力系統３に対して完全に独立していてもよい。つまり、マイクログリッド１に含まれる負荷（例えば、地方の家屋等）に対してのみ、蓄電池５の電力を供給する構成であってもよい。この場合も、複数の蓄電池５の劣化を抑制するという効果が得られる。

また、前記実施形態では、電圧源が生成した交流電圧における振幅Ｖおよび周波数ｆの変化に基づき、ＧＦＬ制御を行うＰＣＳ１２のインバータＩＮＶが、電流源の運転状態（有効電力Ｐおよび無効電力Ｑ）を調整した。これに限らず、例えば統合コントローラ１１が、電流源の運転状態の調整を行ってもよい。

その他、上記した実施の形態あるいは変形例を、適宜組み合わせてもよい。

５ａ…第１蓄電池 ５ｂ…第２蓄電池 １０…蓄電池制御システム １１…統合コントローラ

Claims (6)

1. 複数の蓄電池を制御する蓄電池制御システムであって、
   第１蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第１インバータと、
   第２蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第２インバータと、
   前記第１インバータおよび前記第２インバータを制御する統合コントローラと、を備え、
   前記第１インバータは、前記第１蓄電池を電圧源として機能させるためのＧＦＭ制御と、前記第１蓄電池を電流源として機能させるためのＧＦＬ制御と、の間で動作を切替可能であり、
   前記第２インバータは、前記第２蓄電池を電圧源として機能させるためのＧＦＭ制御と、前記第２蓄電池を電流源として機能させるためのＧＦＬ制御と、の間で動作を切替可能であり、
   前記統合コントローラは、前記第１蓄電池および前記第２蓄電池の温度、または、前記第１インバータおよび前記第２インバータの温度、または、前記第１蓄電池および前記第２蓄電池のＳＯＨ、に基づき、前記第１インバータおよび前記第２インバータの動作を、前記ＧＦＬ制御と前記ＧＦＭ制御との間で切り替え、
   前記電圧源が生成した交流電圧における振幅および周波数の変化に基づき、前記電流源の運転状態が調整される、蓄電池制御システム。
2. 前記統合コントローラは、前記第１インバータおよび前記第２インバータに対する基準電力を設定する、請求項１に記載の蓄電池制御システム。
3. 前記運転状態は、前記電流源の有効電力および無効電力であり、
   前記ＧＦＬ制御を行う前記第１インバータまたは前記第２インバータが、前記振幅および前記周波数の変化に基づき、前記電流源の前記有効電力および前記無効電力を調整する、請求項１に記載の蓄電池制御システム。
4. 第１蓄電池および第２蓄電池の温度、または、前記第１蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第１インバータおよび前記第２蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第２インバータの温度、または、前記第１蓄電池および前記第２蓄電池のＳＯＨ、に基づき、前記第１インバータおよび前記第２インバータの動作を、ＧＦＬ制御とＧＦＭ制御との間で切り替えるステップと、
   前記ＧＦＭ制御に基づいて生成された交流電圧における振幅および周波数の変化に基づき、前記ＧＦＬ制御における運転状態を調整するステップと、を有し、
   前記ＧＦＭ制御は、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池を電圧源として機能させるための制御であり、
   前記ＧＦＬ制御は、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池を電流源として機能させるための制御である、蓄電池の制御方法。
5. コンピュータに、
   第１蓄電池および第２蓄電池の温度、または、前記第１蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第１インバータおよび前記第２蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第２インバータの温度、または、前記第１蓄電池および前記第２蓄電池のＳＯＨ、に基づき、前記第１インバータおよび前記第２インバータの動作を、ＧＦＬ制御とＧＦＭ制御との間で切り替えるステップと、
   前記ＧＦＭ制御に基づいて生成された交流電圧における振幅および周波数の変化に基づき、前記ＧＦＬ制御における運転状態を調整するステップと、を実行させ、
   前記ＧＦＭ制御は、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池を電圧源として機能させ、
   前記ＧＦＬ制御は、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池を電流源として機能させる、蓄電池の制御プログラム。
6. 第１蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第１インバータと、第２蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第２インバータと、を制御する統合コントローラであって、
   前記統合コントローラは、前記第１蓄電池および前記第２蓄電池の温度、または、前記第１インバータおよび前記第２インバータの温度、または、前記第１蓄電池および前記第２蓄電池のＳＯＨ、に基づき、前記第１インバータおよび前記第２インバータの動作を、ＧＦＬ制御とＧＦＭ制御との間で切り替えさせる動作切替信号を出力し、
   前記ＧＦＭ制御は、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池を電圧源として機能させ、
   前記ＧＦＬ制御は、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池を電流源として機能させ、
   前記電圧源が生成した交流電圧における振幅および周波数の変化に基づき、前記電流源の運転状態が調整される、統合コントローラ。

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