JP7720280B2 - Input/output upper and lower limit value determination method, power supply control device, and power storage system - Google Patents
Input/output upper and lower limit value determination method, power supply control device, and power storage systemInfo
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Description
本発明は、入出力上下限値決定方法、電源制御装置、及び蓄電システムに関する。 The present invention relates to a method for determining upper and lower input/output limits, a power supply control device, and a power storage system.
特許文献1に記載の電源システムでは、高容量かつ高出力の要求から、高容量型の電源と高出力型の電源とが電力変換回路等を介して並列に接続されている。この電源システムは、車両に備えられ、走行モードによって2種類の電源の電力分配方法を変更している。 In the power supply system described in Patent Document 1, due to the demand for high capacity and high output, a high-capacity power supply and a high-output power supply are connected in parallel via a power conversion circuit or the like. This power supply system is installed in a vehicle, and the method of power distribution between the two types of power supplies is changed depending on the driving mode.
ところで、上記特許文献1に記載の電源システムは車両に備えられているが、電力網に対して充放電を行う蓄電システムもある。このような蓄電システムでは、電力会社の用途によって電力分配した際の高出力型の電源の充電状態を示すSOCの変動が大きくなることがある。このため、高出力型の電源のSOCの変動を抑制することが求められている。 The power supply system described in Patent Document 1 is installed in a vehicle, but there are also energy storage systems that charge and discharge to and from the power grid. In such energy storage systems, the SOC, which indicates the state of charge of high-output power supplies, can fluctuate significantly when power is distributed by the power company depending on its intended use. For this reason, there is a need to suppress fluctuations in the SOC of high-output power supplies.
上記課題を解決する入出力上下限値決定方法は、第1電源と、前記第1電源よりも容量が小さい一方で出力が大きい第2電源とを含む蓄電システムの前記第2電源の入出力の上下限値を決定する入出力上下限値決定方法であって、前記第2電源の充電状態を示すSOCにおいて各連続入出力時間でそれぞれ入出力可能である最大入出力値を取得する最大入出力値取得ステップと、前記各連続入出力時間で前記第2電源が入出力制御を行うときの制御中心となる中心SOCへ前記SOCを戻すのに必要な入出力値である入出力要求値を取得する入出力要求値取得ステップと、第1軸が前記SOCであって前記第1軸と直交する第2軸が前記各連続入出力時間の前記最大入出力値であるグラフと、前記第1軸が前記SOCであって前記第2軸が前記各連続入出力時間の前記入出力要求値であるグラフとの前記連続入出力時間が同じである前記最大入出力値と前記入出力要求値との交点から前記第2電源の入出力の上下限値を決定する決定ステップと、を含む。 A method for determining upper and lower input/output limits that solves the above problem is a method for determining upper and lower input/output limits for a second power source in a power storage system including a first power source and a second power source that has a smaller capacity but a larger output than the first power source. The method includes: a maximum input/output value acquisition step for acquiring the maximum input/output value that can be input/output for each continuous input/output time period at an SOC that indicates the state of charge of the second power source; an input/output requirement value acquisition step for acquiring an input/output requirement value that is the input/output value required to return the SOC to a center SOC that serves as the control center when the second power source performs input/output control for each continuous input/output time period; and a determination step for determining the upper and lower input/output limits for the second power source from the intersection of the maximum input/output value and the input/output requirement value for the same continuous input/output time period on a graph whose first axis is the SOC and whose second axis is the input/output requirement value for each continuous input/output time period.
上記方法によれば、第2電源のSOCにおける各連続入出力時間の最大入出力値を示すグラフと第2電源のSOCにおける各連続入出力時間の入出力要求値を示すグラフとの連続入出力時間が同じである最大入出力値と入出力要求値との交点から第2電源のSOCにおける入出力の上下限値を決定する。このため、最大入出力値を考慮した入出力の上下限値を決定することができ、電池が劣化しない範囲で入出力を大きく設定することができる。よって、第2電源のSOCの変動を抑制することができる。 According to the above method, the upper and lower input/output limits for the SOC of the second power source are determined from the intersection of the maximum input/output values and the input/output requirement values for the same continuous input/output time on a graph showing the maximum input/output values for each continuous input/output time at the SOC of the second power source and a graph showing the input/output requirement values for each continuous input/output time at the SOC of the second power source. This makes it possible to determine the upper and lower input/output limits taking the maximum input/output values into account, allowing the input/output to be set high without causing battery degradation. This makes it possible to suppress fluctuations in the SOC of the second power source.
上記入出力上下限値決定方法について、決定した入出力の上下限値の絶対値は、前記最大入出力値が最大となるSOCの近くでピークを有し、前記ピークから離れるほど減少する。 In the above method for determining upper and lower input/output limits, the absolute values of the determined upper and lower input/output limits peak near the SOC where the maximum input/output value is at its maximum, and decrease as they move away from the peak.
上記入出力上下限値決定方法について、前記第2電源は、前記第1電源をバックアップするように機能するために、外部から出力要求がないときに前記SOCを前記中心SOCへ戻るように前記第1電源から入力して前記中心SOCへ戻して待機することが好ましい。 In the above-mentioned method for determining upper and lower input/output limits, since the second power supply functions to back up the first power supply, it is preferable that when there is no external output request, the second power supply inputs power from the first power supply to return the SOC to the center SOC and waits in that state.
上記方法によれば、第2電源は外部から出力要求があるときに高出力することで第1電源をバックアップするために第1電源から電力が入力される。このため、この電力の入出力において最大入出力値を考慮した入出力の上下限値を決定することができ、入出力を大きく設定することができる。よって、第2電源のSOCの変動を抑制することができる。 According to the above method, the second power supply outputs high power when there is an external output request, and power is input from the first power supply to back up the first power supply. Therefore, upper and lower limits for this power input and output can be determined taking into account the maximum input and output values, allowing the input and output to be set at a large value. This makes it possible to suppress fluctuations in the SOC of the second power supply.
上記課題を解決する電源制御装置は、第1電源と、前記第1電源よりも容量が小さい一方で出力が大きい第2電源とを含む蓄電システムを制御する電源制御装置であって、前記第2電源の充電状態を示すSOCにおいて各連続入出力時間でそれぞれ入出力可能である最大入出力値を取得し、前記各連続入出力時間で前記第2電源が入出力制御を行うときの制御中心となる中心SOCへ前記SOCを戻すのに必要な入出力値である入出力要求値を取得し、第1軸が前記SOCであって前記第1軸と直交する第2軸が前記各連続入出力時間の前記最大入出力値であるグラフと、前記第1軸が前記SOCであって前記第2軸が前記各連続入出力時間の前記入出力要求値であるグラフとの前記連続入出力時間が同じである最大入出力値と入出力要求値との交点から決定された前記第2電源の入出力の上下限値にて制御する。 A power supply control device that solves the above problem controls a power storage system including a first power supply and a second power supply that has a smaller capacity but a higher output than the first power supply. The power supply control device obtains the maximum input/output value that can be input/output for each continuous input/output time period for the SOC that indicates the state of charge of the second power supply, obtains input/output requirement values that are the input/output values required to return the SOC to a center SOC that serves as the control center when the second power supply performs input/output control for each continuous input/output time period, and controls the input/output of the second power supply using upper and lower limit values determined from the intersection of the maximum input/output value and the input/output requirement value for the same continuous input/output time period on a graph where the first axis is the SOC and the second axis orthogonal to the first axis is the maximum input/output value for each continuous input/output time period.
上記構成によれば、第2電源のSOCにおける各連続入出力時間の最大入出力値を示すグラフと第2電源のSOCにおける各連続入出力時間の入出力要求値を示すグラフとの連続入出力時間が同じである最大入出力値と入出力要求値との交点から第2電源のSOCにおける入出力の上下限値にて制御する。このため、最大入出力値を考慮した入出力の上下限値を決定することができ、電池が劣化しない範囲で入出力を大きく設定することができる。よって、第2電源のSOCの変動を抑制することができる。 With the above configuration, upper and lower limits for input/output at the SOC of the second power source are controlled from the intersection of the maximum input/output value and the input/output requirement value for the same continuous input/output time on a graph showing the maximum input/output value for each continuous input/output time at the SOC of the second power source and a graph showing the input/output requirement value for each continuous input/output time at the SOC of the second power source. This makes it possible to determine the upper and lower limits for input/output taking the maximum input/output value into account, and to set the input/output high within a range that does not cause battery degradation. This makes it possible to suppress fluctuations in the SOC of the second power source.
上記電源制御装置について、決定された入出力の上下限値の絶対値は、前記最大入出力値が最大となるSOCの近くでピークを有し、前記ピークから離れるほど減少する。
上記電源制御装置について、前記第2電源は、外部から出力要求がないときに前記SOCを前記中心SOCへ戻るように前記第1電源から入力することが好ましい。
In the power supply control device, the absolute values of the determined upper and lower limit values of the input and output have a peak near the SOC at which the maximum input and output value is maximized, and decrease as they move away from the peak.
In the above power supply control device, it is preferable that the second power supply inputs the SOC from the first power supply so as to return the SOC to the center SOC when there is no external output request.
上記構成によれば、第2電源は外部から出力要求があるときに高出力するために、外部から出力要求がないときに第1電源から入力される。このため、この入出力において最大入出力値を考慮した入出力の上下限値を決定することができ、入出力を大きく設定することができる。よって、第2電源のSOCの変動を抑制することができる。 With the above configuration, the second power supply provides high output when there is an external output request, and receives input from the first power supply when there is no external output request. This allows the upper and lower limits of input and output to be determined taking into account the maximum input and output values, allowing the input and output to be set at a large value. This makes it possible to suppress fluctuations in the SOC of the second power supply.
上記課題を解決する蓄電システムは、第1電源と、前記第1電源よりも容量が小さい一方で出力が大きい第2電源と、上記電源制御装置と、を備える。
上記構成によれば、第2電源のSOCにおける各連続入出力時間の最大入出力値を示すグラフと第2電源のSOCにおける各連続入出力時間の入出力要求値を示すグラフとの連続入出力時間が同じである最大入出力値と入出力要求値との交点から第2電源のSOCにおける入出力の上下限値にて制御する。このため、最大入出力値を考慮した入出力の上下限値を決定することができ、入出力を大きく設定することができる。よって、第2電源のSOCの変動を抑制することができる。
The power storage system that solves the above problem includes a first power source, a second power source that has a smaller capacity but a larger output than the first power source, and the above power source control device.
According to the above configuration, upper and lower limit values of input/output at the SOC of the second power source are controlled from the intersection of the maximum input/output value and the input/output requirement value for the same continuous input/output time in a graph showing the maximum input/output value for each continuous input/output time at the SOC of the second power source and a graph showing the input/output requirement value for each continuous input/output time at the SOC of the second power source. This makes it possible to determine the upper and lower limit values of input/output taking the maximum input/output value into consideration, allowing the input/output to be set at a large value. This makes it possible to suppress fluctuations in the SOC of the second power source.
本発明によれば、高出力型の電源のSOCの変動を抑制することができる。 This invention makes it possible to suppress fluctuations in the SOC of high-output power supplies.
以下、図1~図4を参照して、電源制御装置及び蓄電システムの一実施形態について説明する。蓄電システムは、電源制御装置によって電源からの出力及び電源への入力が制御される。 Below, one embodiment of a power supply control device and a power storage system will be described with reference to Figures 1 to 4. In the power storage system, the power supply control device controls the output from and input to the power supply.
(蓄電システム10)
図1に示すように、蓄電システム10は、商用電力網1に接続され、商用電力網1に対して電力の入出力を行う。蓄電システム10は、容量型電池11と、出力型電池12と、電源制御装置20と、を備えている。容量型電池11は、第1電源に相当し、容量が出力型電池12よりも大きい。容量型電池11は、例えばリチウムイオン二次電池である。出力型電池12は、第2電源に相当し、出力が容量型電池11よりも大きい。出力型電池12は、例えばニッケル水素二次電池である。出力型電池12は、出力が必要なときに容量型電池11をバックアップするように機能する。このため、電源制御装置20は、急な要求に対応するために充電状態を示すSOCを中心SOCへ戻して待機している。電源制御装置20は、外部である商用電力網1から出力要求がないときに出力型電池12に容量型電池11から電力を入力する。このため、出力型電池12は、SOCを中心SOCへ戻すように電力の入出力が行われる。中心SOCは、入出力制御を行うときの制御中心となるSOCである。中心SOCは、任意に設定可能である。
(Electricity storage system 10)
As shown in FIG. 1 , a power storage system 10 is connected to a commercial power grid 1 and inputs and outputs power to and from the commercial power grid 1. The power storage system 10 includes a capacity battery 11, an output battery 12, and a power supply control device 20. The capacity battery 11 corresponds to a first power source and has a larger capacity than the output battery 12. The capacity battery 11 is, for example, a lithium-ion secondary battery. The output battery 12 corresponds to a second power source and has a larger output than the capacity battery 11. The output battery 12 is, for example, a nickel-metal hydride secondary battery. The output battery 12 functions to back up the capacity battery 11 when output is required. For this reason, the power supply control device 20 waits with its SOC, which indicates the state of charge, returned to a center SOC to respond to sudden requests. When there is no output request from the external commercial power grid 1, the power supply control device 20 inputs power from the capacity battery 11 to the output battery 12. For this reason, the output battery 12 inputs and outputs power so as to return its SOC to the center SOC. The central SOC is an SOC that is the control center when input/output control is performed, and can be set arbitrarily.
容量型電池11と商用電力網1との接続線には、容量型電池11の電圧及び電流等を計測する第1計測器11Aが設けられている。第1計測器11Aは、計測結果を電源制御装置20に出力する。出力型電池12と商用電力網1との接続線には、出力型電池12の電圧及び電流等を計測する第2計測器12Aが設けられている。第2計測器12Aは、計測結果を電源制御装置20に出力する。電源制御装置20は、第1計測器11Aの計測結果から容量型電池11のSOCを算出する。また、電源制御装置20は、第2計測器12Aの計測結果から出力型電池12のSOCを算出する。 A first measuring instrument 11A is provided on the connection line between the capacity battery 11 and the commercial power grid 1, measuring the voltage, current, etc. of the capacity battery 11. The first measuring instrument 11A outputs the measurement results to the power supply control device 20. A second measuring instrument 12A is provided on the connection line between the output battery 12 and the commercial power grid 1, measuring the voltage, current, etc. of the output battery 12. The second measuring instrument 12A outputs the measurement results to the power supply control device 20. The power supply control device 20 calculates the SOC of the capacity battery 11 from the measurement results of the first measuring instrument 11A. The power supply control device 20 also calculates the SOC of the output battery 12 from the measurement results of the second measuring instrument 12A.
(電源制御装置20)
電源制御装置20は、コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って各種処理を実行する1つ以上のプロセッサとして構成し得る。電源制御装置20すなわちプロセッサにより実行される処理には、入出力上下限値決定方法が含まれる。入出力上下限値決定方法は、後述する最大入出力値取得ステップと入出力要求値取得ステップと決定ステップとを含む。なお、電源制御装置20は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路(ASIC)等の1つ以上の専用のハードウェア回路、またはその組み合わせを含む回路(circuitry)として構成してもよい。プロセッサは、CPU及び、RAM並びにROM等のメモリを含む。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスすることができるあらゆる利用可能な媒体を含む。コンピュータ可読媒体に格納されたプログラムには入出力決定プログラムが含まれる。入出力決定プログラムは、最大入出力値取得ステップと入出力要求値取得ステップと決定ステップとを電源制御装置20に実行させる。
(Power supply control device 20)
The Power Control Unit 20 may be configured as one or more processors that execute various processes according to a computer program (software). The processes executed by the Power Control Unit 20, i.e., the processor, include a method for determining upper and lower input/output limits. The method for determining upper and lower input/output limits includes a maximum input/output value acquisition step, an input/output request value acquisition step, and a determination step, as described below. The Power Control Unit 20 may also be configured as a circuitry including one or more dedicated hardware circuits, such as an application-specific integrated circuit (ASIC), or a combination thereof, that executes at least some of the various processes. The processor includes a CPU and memory, such as RAM and ROM. The memory stores program code or instructions configured to cause the CPU to execute the processes. The memory, i.e., computer-readable medium, includes any available medium accessible by a general-purpose or dedicated computer. The programs stored on the computer-readable medium include an input/output determination program. The input/output determination program causes the Power Control Unit 20 to execute the maximum input/output value acquisition step, the input/output request value acquisition step, and the determination step.
電源制御装置20は、取得部21と、決定部22とを備える。取得部21は、出力型電池12のSOCにおいて各連続入出力時間でそれぞれ入出力可能である最大入出力値を取得する。取得部21は、最大入出力値取得部に相当する。また、取得部21は、各連続入出力時間で出力型電池12が中心SOCへSOCを戻すのに必要な入出力値である入出力要求値を取得する。取得部21は、入出力要求値取得部に相当する。決定部22は、各連続入出力時間の最大入出力値及び入出力要求値に基づいて出力型電池12の入出力の上下限値を決定する。 The power supply control device 20 includes an acquisition unit 21 and a determination unit 22. The acquisition unit 21 acquires the maximum input/output values that can be input/output during each continuous input/output time at the SOC of the output-type battery 12. The acquisition unit 21 corresponds to a maximum input/output value acquisition unit. The acquisition unit 21 also acquires input/output requirement values, which are the input/output values required for the output-type battery 12 to return its SOC to the center SOC during each continuous input/output time. The acquisition unit 21 corresponds to an input/output requirement value acquisition unit. The determination unit 22 determines the upper and lower limit values for the input/output of the output-type battery 12 based on the maximum input/output values and input/output requirement values for each continuous input/output time.
(出力値の算出処理)
次に、図2を併せ参照して、上記電源制御装置20の出力値の算出処理について説明する。商用電力網1から出力要求がある場合には、電源制御装置20は、要求電力に従って出力値を算出する。
(Output value calculation process)
Next, the calculation process of the output value of the power supply control device 20 will be described with reference to Fig. 2. When there is an output request from the commercial power grid 1, the power supply control device 20 calculates an output value in accordance with the requested power.
まず、電源制御装置20は、出力型電池12のSOCを取得して、出力型電池12の入出力指示値を算出する(ステップS1)。すなわち、電源制御装置20は、出力型電池12のSOCが中心SOCへ戻るように出力型電池12の入出力指示値を算出する。電源制御装置20は、出力要求に対して入出力の上下限値に基づいて入出力指示値を算出する。 First, the power supply control device 20 acquires the SOC of the output-type battery 12 and calculates the input/output command values for the output-type battery 12 (step S1). That is, the power supply control device 20 calculates the input/output command values for the output-type battery 12 so that the SOC of the output-type battery 12 returns to the center SOC. The power supply control device 20 calculates the input/output command values based on the upper and lower input/output limit values for the output request.
続いて、電源制御装置20は、容量型電池11の要求電力を算出する(ステップS2)。すなわち、商用電力網1の出力要求からステップS1で算出した出力型電池12の入出力指示値を引くことで容量型電池11の要求電力を算出する。 Next, the power supply control device 20 calculates the power requirement of the capacity battery 11 (step S2). That is, the power requirement of the capacity battery 11 is calculated by subtracting the input/output instruction value of the output battery 12 calculated in step S1 from the output requirement of the commercial power grid 1.
続いて、電源制御装置20は、出力型電池12の要求電力を算出する(ステップS3)。すなわち、商用電力網1の出力要求からステップS2で算出した容量型電池11の要求電力を引くことで出力型電池12の要求電力を算出する。 Next, the power supply control device 20 calculates the power requirement of the output-type battery 12 (step S3). That is, the power requirement of the output-type battery 12 is calculated by subtracting the power requirement of the capacity-type battery 11 calculated in step S2 from the output requirement of the commercial power grid 1.
続いて、電源制御装置20は、ステップS1において算出した容量型電池11の出力と、ステップS2において算出した出力型電池12の出力と、をそれぞれ出力値として得ることができる。 Next, the power supply control device 20 can obtain the output of the capacity-type battery 11 calculated in step S1 and the output of the output-type battery 12 calculated in step S2 as output values.
(入出力の上下限値の算出)
次に、図3及び図4を併せ参照して、電源制御装置20の出力型電池12の入出力の上下限値の算出について説明する。入出力の上下限値は、予め算出して設定されている。なお、電源制御装置20は、任意のタイミングで入出力の上下限値の算出を行い、更新してもよい。本実施形態では、出力型電池12の中心SOCは、60%に設定した。図3及び図4は、第1軸である横軸がSOCであって、第1軸と直交する第2軸である縦軸が入出力値である。
(Calculation of upper and lower limits of input and output)
Next, with reference to Figures 3 and 4, the calculation of the upper and lower limit values of the input and output of the output-type battery 12 by the power supply control device 20 will be described. The upper and lower limit values of the input and output are calculated and set in advance. The power supply control device 20 may calculate and update the upper and lower limit values of the input and output at any timing. In this embodiment, the central SOC of the output-type battery 12 is set to 60%. In Figures 3 and 4, the first horizontal axis represents the SOC, and the second vertical axis, which is perpendicular to the first axis, represents the input and output value.
電源制御装置20は、最大入出力値のグラフA1,A2,A3,…と入出力要求値のグラフB1,B2,B3,…を蓄電システム10に出力型電池12を設置したときに予め取得する。この処理が最大入出力値取得ステップと入出力要求値取得ステップとに相当する。 The power supply control device 20 acquires the maximum input/output value graphs A1, A2, A3, ... and the input/output requirement value graphs B1, B2, B3, ... in advance when the output-type battery 12 is installed in the energy storage system 10. This process corresponds to the maximum input/output value acquisition step and the input/output requirement value acquisition step.
図3に示すように、山型のグラフA1,A2,A3,…は、出力型電池12のSOCにおいて各連続入出力時間でそれぞれ入出力可能である最大入出力値を示しており、最大入出力値が最大となるSOCをピークとする山型になっている。グラフA1,A2,A3,…は、連続入出力時間が長くなるほど、最大入出力値は低くなる。連続入出力時間が3秒までを図示しているが、連続入出力時間が4秒以降も同じようなグラフになる。また、中心SOC60%で入出力値がゼロを通過するグラフB1,B2,B3,…は、各連続入出力時間で出力型電池12が中心SOCへSOCを戻すのに必要な入出力値である入出力要求値を示している。グラフB1,B2,B3,…は、連続入出力時間が長くなるほど、最大入出力値は低くなり、傾きが小さくなる。連続入出力時間が3秒までを図示しているが、連続入出力時間が4秒以降も同じようなグラフになる。 As shown in FIG. 3, the mountain-shaped graphs A1, A2, A3, etc. indicate the maximum input/output values that can be input/output at each continuous input/output time at the SOC of the output-type battery 12. The peak is at the SOC at which the maximum input/output value is greatest. For graphs A1, A2, A3, etc., the maximum input/output value decreases as the continuous input/output time increases. While the graphs show continuous input/output times up to 3 seconds, the graphs remain similar even after 4 seconds. Furthermore, graphs B1, B2, B3, etc., in which the input/output value passes through zero at a center SOC of 60%, indicate the input/output requirement value, which is the input/output value required for the output-type battery 12 to return its SOC to the center SOC during each continuous input/output time. For graphs B1, B2, B3, etc., the maximum input/output value decreases and the slope becomes shallower as the continuous input/output time increases. While the graphs show continuous input/output times up to 3 seconds, the graphs remain similar even after 4 seconds.
なお、図3では、SOC60%以上の放電側のみ最大入出力値と入出力要求値とを示している。SOC60%以下の充電側においても最大入出力値と入出力要求値は存在し、放電側と中心SOCを基準に点対称のようなグラフとなるが省略している。充電側の最大入出力値のグラフは、下に凸の山型となる。充電側の入出力要求値のグラフは、中心SOCからSOCが低くなるほど入力要求値が大きくなる。よって、放電側においても、各連続入出力時間で最大入出力値と入出力要求値との交点を結ぶことで入出力の上下限値を得ることができる。 Note that Figure 3 only shows maximum input/output values and input/output demand values on the discharge side where the SOC is 60% or above. Maximum input/output values and input/output demand values also exist on the charge side where the SOC is below 60%, and the graph is point-symmetrical with respect to the discharge side and the center SOC, but these are omitted here. The graph of maximum input/output values on the charge side is a downward-convex mountain shape. The graph of input/output demand values on the charge side shows that the input demand value increases as the SOC decreases from the center SOC. Therefore, on the discharge side as well, the upper and lower input/output limit values can be obtained by connecting the intersections of the maximum input/output values and input/output demand values for each continuous input/output time.
なお、図3では、最大入出力値が最大となるSOCと中心SOCとが一致しているが、これらは一致しなくともよい。つまり、最大入出力値が最大となるSOCは電池によって決定され、中心SOCは使用者によって設定される。特に、グラフA1,A2,A3,…は、最大入出力値が最大となるSOCの近くでピークを有し、ピークから離れるほど減少することになる。図4のグラフは一例であって、中心SOCの設定が変わると、グラフの形状も変わる。 Note that in Figure 3, the SOC at which the maximum input/output values are greatest and the center SOC coincide, but they do not have to coincide. In other words, the SOC at which the maximum input/output values are greatest is determined by the battery, and the center SOC is set by the user. In particular, graphs A1, A2, A3, etc. have peaks near the SOC at which the maximum input/output values are greatest, and decrease the further away from the peak. The graph in Figure 4 is an example; if the center SOC setting is changed, the shape of the graph will also change.
決定部22は、連続入出力時間が同じである最大入出力値のグラフA1,A2,A3,…と入出力要求値のグラフB1,B2,B3,…との交点を算出する。そして、決定部22は、この算出した交点を繋ぐことで、入出力の上下限値を決定することができる。この処理が決定ステップに相当する。 The determination unit 22 calculates the intersections between the graphs A1, A2, A3, ... of maximum input/output values and the graphs B1, B2, B3, ... of input/output demand values, which have the same continuous input/output time. The determination unit 22 can then determine the upper and lower limit values of the input/output by connecting these calculated intersections. This process corresponds to the determination step.
図4に示すように、決定した入出力の上下限値の絶対値は、最大入出力値が最大となるSOCの近くで充電側と放電側とのそれぞれでピークを有し、ピークから離れるほど減少する。 As shown in Figure 4, the absolute values of the determined upper and lower input/output limits peak on both the charge and discharge sides near the SOC where the maximum input/output values are at their maximum, and decrease as they move away from the peaks.
電源制御装置20は、決定した入出力の上下限値と出力要求とに基づいて入出力指示値を決定する。電源制御装置20は、出力要求の入出力値が上下限値よりも小さければ、出力要求を入出力指示値とし、出力要求の入出力値が上下限値よりも大きければ、上下限値を入出力指示値とする。 The power supply control device 20 determines the input/output instruction value based on the determined input/output upper and lower limit values and the output request. If the input/output value of the output request is smaller than the upper or lower limit values, the power supply control device 20 sets the output request as the input/output instruction value; if the input/output value of the output request is larger than the upper or lower limit values, the power supply control device 20 sets the upper or lower limit values as the input/output instruction value.
上記によれば、最大入出力値を考慮した入出力の上下限値を決定することができ、入出力を大きく設定することができる。
次に、本実施形態の効果について説明する。
According to the above, the upper and lower limit values of the input and output can be determined taking into consideration the maximum input and output values, and the input and output can be set to large values.
Next, the effects of this embodiment will be described.
(1)出力型電池12のSOCにおける各連続入出力時間の最大入出力値を示すグラフA1,A2,A3,…と出力型電池12のSOCにおける各連続入出力時間の入出力要求値を示すグラフB1,B2,B3,…との連続入出力時間が同じである最大入出力値と入出力要求値との交点から出力型電池12のSOCにおける入出力の上下限値を決定する。このため、最大入出力値を考慮した入出力の上下限値を決定することができ、電池が劣化しない範囲で入出力を大きく設定することができる。よって、出力型電池12のSOCの変動を抑制することができる。 (1) The upper and lower limit values of input and output at the SOC of the output-type battery 12 are determined from the intersection of the maximum input and output values and the input and output requirement values for the same continuous input and output time on graphs A1, A2, A3, ... showing the maximum input and output values for each continuous input and output time at the SOC of the output-type battery 12 and graphs B1, B2, B3, ... showing the input and output requirement values for each continuous input and output time at the SOC of the output-type battery 12. This makes it possible to determine the upper and lower limit values of input and output taking the maximum input and output values into consideration, and to set the input and output to a large value within a range that does not cause battery degradation. This makes it possible to suppress fluctuations in the SOC of the output-type battery 12.
(2)出力型電池12は外部から出力要求があるときに高出力することで容量型電池11をバックアップするために、外部から出力要求がないときに容量型電池11から電力が入力される。このため、この電力の入出力における最大入出力値を考慮した入出力の上下限値を決定することができ、入出力を大きく設定することができる。よって、出力型電池12のSOCの変動を抑制することができる。 (2) When there is an external output request, the output-type battery 12 backs up the capacity-type battery 11 by providing high output, and when there is no external output request, power is input from the capacity-type battery 11. Therefore, it is possible to determine upper and lower limits for input and output that take into account the maximum input and output values of this power, allowing the input and output to be set at a large value. This makes it possible to suppress fluctuations in the SOC of the output-type battery 12.
(他の実施形態)
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(Other embodiments)
The above embodiment can be modified as follows: The above embodiment and the following modifications can be combined with each other within the scope of technical compatibility.
・上記実施形態では、決定した入出力の上下限値の絶対値が、最大入出力値が最大となるSOCと中心SOCとが一致するため、中心SOCの近くでピークを有し、ピークから離れるほど減少する。しかしながら、例えば、最大入出力値が最大となるSOCと中心SOCとが一致しない場合等は、決定した入出力の上下限値の絶対値が、中心SOCでゼロとなり、中心SOCの近くでピークを有し、ピークから離れても減少しないようになるが、このような入出力の上下限値でもよい。このような入出力の上下限値であっても、入出力を大きく設定することができるので、出力型電池12のSOCの変動を抑制することができる。 In the above embodiment, the absolute values of the determined upper and lower input/output limits peak near the center SOC and decrease as they move away from the peak because the SOC at which the maximum input/output value is greatest coincides with the center SOC. However, for example, if the SOC at which the maximum input/output value is greatest does not coincide with the center SOC, the absolute values of the determined upper and lower input/output limits will be zero at the center SOC, peak near the center SOC, and will not decrease as they move away from the peak; however, such upper and lower input/output limits are acceptable. Even with such upper and lower input/output limits, the input and output can be set large, thereby suppressing fluctuations in the SOC of the output-type battery 12.
・上記実施形態では、SOCの第1軸を横軸とし、入出力値の第2軸を縦軸とした。しかしながら、SOCの第1軸を縦軸とし、入出力値の第2軸を横軸としてもよい。
・上記実施形態では、電源制御装置20が入出力の上下限値を決定した。しかしながら、電源制御装置20は、取得部21及び決定部22を備えず、予め他の装置で同様に決定された入出力の上下限値にて制御してもよい。
In the above embodiment, the first axis of the SOC is the horizontal axis and the second axis of the input/output value is the vertical axis. However, the first axis of the SOC may be the vertical axis and the second axis of the input/output value may be the horizontal axis.
In the above embodiment, the upper and lower limit values of input and output are determined by the power supply control device 20. However, the power supply control device 20 may not include the acquisition unit 21 and the determination unit 22, and may control the upper and lower limit values of input and output based on values that have been similarly determined in advance by another device.
・上記実施形態では、第1電源である容量型電池11をリチウムイオン二次電池とし、第2電源である出力型電池12をニッケル水素二次電池とした。しかしながら、第1電源と第2電源との組み合わせは、第2電源が第1電源よりも容量が小さい一方で出力が大きければ、他の電源の組み合わせでもよい。 - In the above embodiment, the capacity-type battery 11, which is the first power source, is a lithium-ion secondary battery, and the output-type battery 12, which is the second power source, is a nickel-metal hydride secondary battery. However, the first power source and the second power source may be combined in other ways, as long as the second power source has a smaller capacity but a larger output than the first power source.
・上記実施形態では、蓄電システム10を商用電力網1に接続した。しかしながら、蓄電システム10の接続先は商用電力網1に限らず、電源を必要とする他のものであってもよい。 - In the above embodiment, the power storage system 10 is connected to the commercial power grid 1. However, the connection of the power storage system 10 is not limited to the commercial power grid 1, and it may also be to other devices that require a power source.
1…商用電力網
10…蓄電システム
11…第1電源である容量型電池
11A…第1計測器
12…第2電源である出力型電池
12A…第2計測器
20…電源制御装置
21…取得部
22…決定部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Commercial power grid 10 Energy storage system 11 Capacitive battery as first power source 11A First measuring instrument 12 Output battery as second power source 12A Second measuring instrument 20 Power supply control device 21 Acquisition unit 22 Determination unit
Claims (7)
前記第2電源の充電状態を示すSOCにおいて各連続入出力時間でそれぞれ入出力可能である最大入出力値を取得する最大入出力値取得ステップと、
前記各連続入出力時間で前記第2電源が入出力制御を行うときの制御中心となる中心SOCへ前記SOCを戻すのに必要な入出力値である入出力要求値を取得する入出力要求値取得ステップと、
第1軸が前記SOCであって前記第1軸と直交する第2軸が前記各連続入出力時間の前記最大入出力値であるグラフと、前記第1軸が前記SOCであって前記第2軸が前記各連続入出力時間の前記入出力要求値であるグラフとの前記連続入出力時間が同じである前記最大入出力値と前記入出力要求値との交点から前記第2電源の入出力の上下限値を決定する決定ステップと、を含む
入出力上下限値決定方法。 1. A method for determining upper and lower input/output limit values for a power storage system including a first power source and a second power source having a smaller capacity but a larger output than the first power source, the method comprising:
a maximum input/output value acquisition step of acquiring a maximum input/output value that can be input/output during each continuous input/output time in an SOC that indicates a state of charge of the second power source;
an input/output requirement value acquisition step of acquiring an input/output requirement value that is an input/output value required to return the SOC to a center SOC that serves as a control center when the second power source performs input/output control during each of the continuous input/output times;
a determination step of determining upper and lower input/output limit values of the second power source from an intersection of the maximum input/output value and the input/output required value for the same continuous input/output time on a graph having a first axis representing the SOC and a second axis perpendicular to the first axis representing the maximum input/output value for each continuous input/output time, and a graph having the first axis representing the SOC and the second axis representing the input/output required value for each continuous input/output time.
請求項1に記載の入出力上下限値決定方法。 The method for determining upper and lower input/output limits according to claim 1 , wherein the absolute values of the determined upper and lower input/output limits have a peak near an SOC at which the maximum input/output value is maximized, and decrease as the value moves away from the peak.
請求項1又は2に記載の入出力上下限値決定方法。 3. The method for determining input/output upper and lower limit values according to claim 1 or 2, wherein the second power supply functions to back up the first power supply, and when there is no external output request, the second power supply inputs the SOC from the first power supply so as to return the SOC to the center SOC and waits while returning the SOC to the center SOC.
前記第2電源の充電状態を示すSOCにおいて各連続入出力時間でそれぞれ入出力可能である最大入出力値を取得し、
前記各連続入出力時間で前記第2電源が入出力制御を行うときの制御中心となる中心SOCへ前記SOCを戻すのに必要な入出力値である入出力要求値を取得し、
第1軸が前記SOCであって前記第1軸と直交する第2軸が前記各連続入出力時間の前記最大入出力値であるグラフと、前記第1軸が前記SOCであって前記第2軸が前記各連続入出力時間の前記入出力要求値であるグラフとの前記連続入出力時間が同じである最大入出力値と入出力要求値との交点から決定された前記第2電源の入出力の上下限値にて制御する
電源制御装置。 A power supply control device that controls a power storage system including a first power supply and a second power supply that has a smaller capacity but a larger output than the first power supply,
obtaining a maximum input/output value that can be input/output during each continuous input/output time in an SOC that indicates the state of charge of the second power source;
acquire an input/output requirement value that is an input/output value required to return the SOC to a center SOC that serves as a control center when the second power source performs input/output control during each of the continuous input/output times;
A power supply control device that controls the input/output of the second power supply using upper and lower limit values determined from the intersection of the maximum input/output value and the input/output required value for the same continuous input/output time on a graph in which a first axis is the SOC and a second axis perpendicular to the first axis is the maximum input/output value for each continuous input/output time, and a graph in which the first axis is the SOC and the second axis is the input/output required value for each continuous input/output time.
請求項4に記載の電源制御装置。 The power supply control device according to claim 4 , wherein the absolute values of the determined upper and lower limit values of the input and output have a peak near the SOC at which the maximum input and output value is maximized, and decrease as the value moves away from the peak.
請求項4に記載の電源制御装置。 The power supply control device according to claim 4 , wherein the second power supply inputs the SOC from the first power supply so as to return the SOC to the center SOC when there is no external output request.
前記第1電源よりも容量が小さい一方で出力が大きい第2電源と、
請求項4~6のいずれか一項に記載の電源制御装置と、を備える
蓄電システム。 a first power source;
a second power source having a smaller capacity but a larger output than the first power source;
A power storage system comprising: the power supply control device according to any one of claims 4 to 6.
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