電力供給システム
【課題】異常発生時の安全性が高い電力供給システムを提供する。
【解決手段】電力供給システムは、ＰＣＳ２と、ＰＣＳ管理制御部３と、ＢＳＵ４と、ＢＭＵ５と、蓄電池７とを有する系統を複数備え、マスタコントローラ１と、マスタＢＭＵ６とを備える。当該電力供給システムにおいて、各系列の蓄電池７が並列に接続されるように各系列同士が接続される。また、当該電力供給システムにおいて、マスタコントローラ１が自己の状態を含む情報をマスタＢＭＵ６に周期的に送信し、マスタＢＭＵ６が自己の状態を含む情報をマスタコントローラ１に周期的に送信することで、マスタコントローラ１及びマスタＢＭＵ６がそれぞれ相手の異常を検知する。
【解決手段】電力供給システムは、ＰＣＳ２と、ＰＣＳ管理制御部３と、ＢＳＵ４と、ＢＭＵ５と、蓄電池７とを有する系統を複数備え、マスタコントローラ１と、マスタＢＭＵ６とを備える。当該電力供給システムにおいて、各系列の蓄電池７が並列に接続されるように各系列同士が接続される。また、当該電力供給システムにおいて、マスタコントローラ１が自己の状態を含む情報をマスタＢＭＵ６に周期的に送信し、マスタＢＭＵ６が自己の状態を含む情報をマスタコントローラ１に周期的に送信することで、マスタコントローラ１及びマスタＢＭＵ６がそれぞれ相手の異常を検知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電池を備える電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蓄電池の大容量化が進み、ビルや工場、店舗、家庭などで消費される電力を貯蔵する電力供給システムの導入が進められている。このような電力供給システムは、事前に蓄電池を充電する（電力を消費する）ことで、任意のタイミングで蓄電池を放電する（電力を供給する）ことができる。すなわち、蓄電池の充電及び放電のタイミングを制御することで、系統電力（電力会社から供給される電力）を消費するタイミングを制御することが可能になる。
【０００３】
一般的に、系統電力の電力料金には、固定制の基本料金と、従量制の使用料金とが含まれる。そして、電力会社は、単位時間に消費する系統電力の電力量の最大値が小さくなるほど、基本料金が安くなるように基本料金を設定している。また、電力消費が大きい日中よりも電力消費が小さい夜間の方が、使用料金の単位電力当りの価格が安くなるように使用料金を設定している。そのため、系統電力を利用する利用者は、系統電力の消費を平準化するほど、系統電力の電力料金を安くすることができる。
【０００４】
したがって、電力供給システムにおいて、系統電力を利用する利用者の電力需要が小さい時間帯や夜間電気料金が適用される時間帯に系統電力を利用して蓄電池を充電し、系統電力を利用する利用者の電力需要が所定の閾値を越えているときに所定の閾値を越えている分の電力（図１に示す斜線部分）を蓄電池の放電で補うことによって、系統電力の電力料金を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１４３６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電力供給システムでは複数の蓄電池を並列接続する構成によって、システム全体の充放電電流を大きくしている。しかしながら、システム全体の充放電電流が大きくなればなるほど、異常発生時の安全性に対する要求が厳しくなる。
【０００７】
尚、特許文献１で開示されている技術では、複数のマイクロプロセッサが相互に動作状態を監視して故障の有無を検知し、故障したマイクロプロセッサがある場合には正常なマイクロプロセッサが故障したマイクロプロセッサを補完することで、信頼性を向上させているが、当該技術は同一種類の複数の構成部品に対してのみ適用可能であり、電力供給システムにおける異なる種類の複数の構成部品に対しては適用することができない。
【０００８】
本発明は、上記の状況に鑑み、異常発生時の安全性が高い電力供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明に係る電力供給システムは、電力変換器と、前記電力変換器を制御する電力変換器制御部と、蓄電池と、前記電力変換器と前記蓄電池との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチと、前記スイッチを制御するスイッチ制御部とを有する系列を複数備え、複数の前記電力変換器制御部を統括的に制御するマスタ制御部を備え、複数の前記スイッチ制御部を統括的に制御するマスタスイッチ制御部を備え、各系列の前記蓄電池が並列に接続されるように各系列同士が接続されている電力供給システムであって、前記マスタ制御部が自己の状態を含む情報を前記マスタスイッチ制御部に周期的に送信し、前記マスタスイッチ制御部が自己の状態を含む情報を前記マスタ制御部に周期的に送信することで、前記マスタ制御部及び前記マスタスイッチ制御部がそれぞれ相手の異常を検知する構成（第１の構成）とする。ここで、前記マスタ制御部における自己の状態には、前記マスタ制御部の制御対象の状態が含まれるものとする。同様に、前記マスタ制御部における自己の状態には、前記マスタ制御部の制御対象の状態が含まれるものとする。
【００１０】
また、上記第１の構成の電力供給システムにおいて、前記マスタ制御部は、前記マスタスイッチ制御部の状態を含む情報が前記マスタスイッチ制御部から一定期間届かなかった場合、前記マスタスイッチ制御部が異常であると判断し、前記マスタスイッチ制御部は、前記マスタ制御部の状態を含む情報が前記マスタ制御部から一定期間届かなかった場合、前記マスタ制御部が異常であると判断する構成（第２の構成）としてもよい。
【００１１】
また、上記第２の構成の電力供給システムにおいて、前記マスタ制御部は、前記マスタスイッチ制御部が異常であると判断した場合、各系列における電流の流れを遮断するように各系列の前記電力変換器制御部を制御し、前記マスタスイッチ制御部は、前記マスタ制御部が異常であると判断した場合、各系列における電流の流れを遮断するように各系列の前記スイッチ制御部を制御する構成（第３の構成）としてもよい。
【００１２】
また、上記第１〜第３のいずれかの構成の電力供給システムにおいて、前記マスタ制御部が前記マスタスイッチ制御部に周期的に送信する情報に、各系列の前記電力変換器の状態が含まれている構成（第４の構成）としてもよい。
【００１３】
また、上記第４の構成の電力供給システムにおいて、前記マスタスイッチ制御部が、前記電力変換器、前記蓄電池、前記スイッチ、及び前記スイッチ制御部の各状態を含むログ情報を前記マスタ制御部及び各系列の前記スイッチ制御部から収集して保存する構成（第５の構成）としてもよい。
【００１４】
また、上記第５の構成の電力供給システムにおいて、前記マスタ制御部が前記マスタスイッチ制御部に周期的に送信する情報に、各系列の前記電力変換器制御部の状態が含まれており、前記ログ情報に、前記電力変換器制御部の状態が含まれる構成（第６の構成）としてもよい。
【００１５】
また、上記第１〜第６のいずれかの構成の電力供給システムにおいて、前記マスタスイッチ制御部は、前記スイッチ制御部の異常を検出すると、前記マスタ制御部に対して、異常があることを示す信号を送信し、前記異常があることを示す信号に対する応答信号を前記マスタ制御部から受信すると、前記異常があることを示す信号及び前記応答信号に関する通信履歴をタイムスタンプとともに保存する構成としてもよい。
【００１６】
また、不具合が生じた場合に後の不具合解析を容易にするために本発明に係る他の電力供給システムは、電力変換器と、前記電力変換器を制御する電力変換器制御部と、蓄電池と、前記電力変換器と前記蓄電池との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチと、前記スイッチを制御するスイッチ制御部とを有する系列を複数備え、複数の前記電力変換器制御部を統括的に制御するマスタ制御部を備え、複数の前記スイッチ制御部を統括的に制御するマスタスイッチ制御部を備える電力供給システムであって、前記マスタスイッチ制御部は、前記スイッチ制御部の異常を検出すると、前記マスタ制御部に対して、異常があることを示す信号を送信し、前記異常があることを示す信号に対する応答信号を前記マスタ制御部から受信すると、前記異常があることを示す信号及び前記応答信号に関する通信履歴をタイムスタンプとともに保存する構成とする。このような構成によると、不具合が生じた場合、その状況をいつマスタ制御部が認識したかを明確にすることができるため、後から不具合解析を行うことが容易になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る電力供給システムによると、マスタ制御部及びマスタスイッチ制御部が通信を利用した相互監視を行っているので、異常発生時の安全性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】系統電力を利用する利用者の電力需要の典型例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示す図である。
【図３】マスタＢＭＵとＢＭＵ間の通信内容例を示す図である。
【図４】マスタコントローラとマスタＢＭＵ間の通信内容例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示すブロック図である。尚、図２において、各ブロック間をつなぐ太線は電力線を示しており、各ブロック間をつなぐ細線は通信線を示している。尚、本実施形態では、各通信線は信頼性を重視する観点から有線通信で実現しているが、無線通信で実現することも可能である。また、通信は例えばＴＣＰ（Transmission Control Protocol）によって行うとよい。
【００２１】
図２に示す本発明の一実施形態に係る電力供給システムは、マスタコントローラ１と、ＰＣＳ（Power Conditioning System）２と、ＰＣＳ管理制御部３と、ＢＳＵ（Battery Switching Unit）４と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）５と、マスタＢＭＵ６と、蓄電池７とを備えている。図２に示す本発明の一実施形態に係る電力供給システムでは、ＰＣＳ２、ＰＣＳ管理制御部３、ＢＳＵ４、ＢＭＵ５、及び蓄電池７によって構成される系列が複数設けられており、各系列の蓄電池７が並列に接続されるようにマスタコントローラ１に各系列が接続されている。マスタコントローラ１が請求項に記載されている「マスタ制御部」の一例に相当し、ＰＣＳ２が請求項に記載されている「電力変換器」の一例に相当し、ＰＣＳ管理制御部３が請求項に記載されている「電力変換器制御部」の一例に相当し、ＢＳＵ４が請求項に記載されている「スイッチ」の一例に相当し、ＢＭＵ５が請求項に記載されている「スイッチ制御部」の一例に相当し、マスタＢＭＵ６が請求項に記載されている「マスタスイッチ制御部」の一例に相当する。
【００２２】
＜マスタコントローラの概要＞
マスタコントローラ１は、外部の負荷１００及び電力系統２００に接続されている。負荷１００はＡＣ電源入力端子を有する負荷であり、電力系統２００はＡＣ電力を供給する電力系統である。マスタコントローラ１は、各系列のＰＣＳ管理制御部３を統合的に監視・制御する。すなわち、マスタコントローラ１は、通常時には系列毎に充放電量を決定しその決定に応じた充放電制御指令を各系列のＰＣＳ管理制御部３にそれぞれ送信し、異常時には異常が発生した系列のＰＣＳ管理制御部３に対してＰＣＳ２の停止指令、ＰＣＳ２の待機指令、又はＰＣＳ２側に設置されているブレーカ（不図示）の遮断指令を送信する。
【００２３】
また、マスタコントローラ１は、マスタＢＭＵ６と周期的に通信することでマスタＢＭＵ６の異常を検知する。マスタＢＭＵ６の異常を検知した場合も、上記の異常時に含まれるので、マスタコントローラ１は、マスタＢＭＵ６の異常を検知した場合に、各系列のＰＣＳ管理制御部３に対してＰＣＳ２の停止指令、ＰＣＳ２の待機指令、又はＰＣＳ２側に設置されているブレーカ（不図示）の遮断指令を送信する。なお、マスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との周期的な通信の詳細については後述する。さらに、マスタコントローラ１は、マスタＢＭＵ６から送信されるインディケーション信号を受信すると、マスタＢＭＵ６に対して確認信号を送信する。なお、インディケーション信号及び確認信号の詳細については後述する。
【００２４】
＜ＰＣＳの概要＞
ＰＣＳ２は、双方向ＡＣ／ＤＣ電力変換器であり、充電時に電力系統２００からマスタコントローラ１を経由して供給されるＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、放電時に同一系列に属する蓄電池７から同一系列に属するＢＳＵ４を経由して供給されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。尚、本実施形態とは異なり、マスタコントローラ１が外部のＤＣ負荷（ＤＣ電源入力端子を有する負荷）及びＤＣ電源（例えば太陽電池）に接続される場合には、ＰＣＳ２を双方向ＤＣ／ＤＣ電力変換器に変更すればよい。
【００２５】
＜ＰＣＳ管理制御部の概要＞
ＰＣＳ管理制御部３は、マスタコントローラ１から送られてくる充放電制御指令に基づいて同一系列に属するＰＣＳ２の動作を制御するとともに、同一系列に属するＰＣＳ２の状態を監視している。また、ＰＣＳ管理制御部３は、異常時には同一系列に属するＰＣＳ２の停止、同一系列に属するＰＣＳ２の待機、又は同一系列に属するＰＣＳ２側に設置されているブレーカ（不図示）の遮断を実行する。
【００２６】
＜ＢＳＵの概要＞
ＢＳＵ４は、同一系列に属するＰＳＣ２と同一系列に属する蓄電池７との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチであり、同一系列に属するＢＭＵ５によって制御される。本実施形態では、ＢＳＵ４は、パワーＦＥＴ（Field Effect Transistor）、コンタクタ、及びブレーカが直列接続されている構成である。ＰＳＣ２と蓄電池７との電気的接続をＯＮからＯＦＦに切り替える際には、まず電気スイッチであるパワーＦＥＴをＯＮからＯＦＦに切り替え、その後機械スイッチであるコンタクタ及びブレーカをＯＮからＯＦＦに切り替えるようにする。一方、ＰＳＣ２と蓄電池７との電気的接続をＯＦＦからＯＮに切り替える際には、まず機械スイッチであるコンタクタ及びブレーカをＯＦＦからＯＮに切り替え、その後電気スイッチであるパワーＦＥＴをＯＦＦからＯＮに切り替えるようにする。
【００２７】
＜ＢＭＵの概要＞
ＢＭＵ５は、同一系列に属するＢＳＵ４を制御するとともに、同一系列に属するＢＳＵ４の状態及び同一系列に属する蓄電池７の状態を監視している。
【００２８】
また、ＢＭＵ５は、同一系列に属する蓄電池７の状態、同一系列に属するＢＳＵ４の状態、自己（ＢＭＵ５）の状態、及び同一系列に属するＰＣＳ２の状態などに関するログ情報をマスタＢＭＵ６に送信する。
【００２９】
また、ＢＭＵ５は、異常時にはＢＳＵ４内のパワーＦＥＴ、コンタクタ、及びブレーカをＯＦＦにする指令を同一系列に属するＢＳＵ４に送信するとともにアラート信号をマスタＢＭＵ６に送信する。
【００３０】
＜マスタＢＭＵの概要＞
マスタＢＭＵ６は、各系列の蓄電池７、ＢＳＵ４、及びＢＭＵ５を統合的に監視・制御する。すなわち、マスタＢＭＵ６は、各系列のＢＭＵ５から送られてくる蓄電池７の状態、ＢＳＵ４の状態、及びＢＭＵ５の状態などに関するログ情報を収集して保存するとともに、必要に応じて任意のＢＭＵ５に向けて、その任意のＢＭＵ５と同一系列に属するＢＳＵ４内のパワーＦＥＴ、コンタクタ、及びブレーカをＯＦＦにする指令を送信する。例えば、マスタＢＭＵ６は、上記のログ情報に基づいて、異常が発生している系列が所定数以上あると判断した場合に、安全のため異常が発生していない系列の各ＢＭＵ５に向けて、その各ＢＭＵ５と同一系列に属するＢＳＵ４内のパワーＦＥＴ、コンタクタ、及びブレーカをＯＦＦにする指令を送信することが考えられる。また、マスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１から送られてくるＰＣＳ２の状態及びＰＣＳ管理制御部３の状態に関するログ情報も収集して保存する。さらに、マスタＢＭＵ６は、ＢＭＵ５からアラート信号を受信すると、異常があることを示すインディケーション信号をマスタコントローラ１に送信し、マスタコントローラ１から送信される確認信号を受信すると、インディケーション信号及び確認信号に関する通信履歴をタイムスタンプとともにログとして保存する。当該通信履歴の保存により、不具合が生じた場合、その状況をいつマスタコントローラ１が認識したかを明確にすることができるため、後から不具合解析を行うことが容易になる。そして、マスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との周期的な通信による異常検知以外に、インディケーション信号によってマスタコントローラ１に異常を遅滞なく知らせることができるので、マスタコントローラ１がより迅速に確実に異常を検出することができる。尚、マスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との周期的な通信による異常検知を取りやめ、上記通信履歴の保存及びインディケーション信号によるマスタコントローラ１への異常通知のみを実施することも可能である。
【００３１】
また、マスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１が各蓄電池７の劣化状態（state of health：ＳＯＨ）を考慮して系列毎の充放電量を割り当てることができるように、充放電量割り当て関連情報を各系列のＢＭＵ５に送信する。なお、充放電量割り当て関連情報の詳細については後述する。
【００３２】
さらにマスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１と周期的に通信することでマスタコントローラ１の異常を検知する。マスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１の異常を検知した場合に、各ＢＭＵ５に向けて、その各ＢＭＵ５と同一系列に属するＢＳＵ４内のパワーＦＥＴ、コンタクタ、及びブレーカをＯＦＦにする指令を送信する。また、マスタＢＭＵ６は、ＰＣＳ２の状態及びＰＣＳ管理制御部３を直接取得することができないので、上述したマスタコントローラ１との周期的な通信によって、ＰＣＳ２の状態及びＰＣＳ管理制御部３を取得し、ＰＣＳ２の状態及びＰＣＳ管理制御部３もログ情報に含めて保存する。
【００３３】
＜蓄電池の概要＞
蓄電池７の形態は特に限定されず、例えば、単一のバッテリセルであってもよく、複数のバッテリセルの集合体である電池パックであってもよく、また、当該電池パックを複数接続したものであってもよい。蓄電池７の電圧を高くする場合には、電池パックを複数直列接続した形態にするとよい。
【００３４】
＜充放電量割り当て関連情報＞
ここで、上述した充放電量割り当て関連情報について図３を参照して説明する。
【００３５】
各系列のＢＭＵ５はマスタＢＭＵ６に所定周期の周期信号を送信する。ＢＭＵ５からマスタＢＭＵ６に送信される周期信号は、蓄電池７の状態、ＢＳＵ４の状態、及びＢＭＵ５の状態などに関するログ情報であり、その一例として図３に示す下記［１］〜［１２］の項目からなる信号が挙げられる。
［１］送信元系列のＩＤ
［２］送信元系列のＢＭＵ５の状態（停止、稼働、準備中、待機、軽故障、重故障など）
［３］送信元系列の蓄電池７の充電状態（state of charge：ＳＯＣ）及びＳＯＨ
［４］送信元系列の電圧および電流
［５］送信元系列の充電電流制限値および放電電流制限値
［６］送信元系列の状態（充電状態、放電状態、充電も放電もしていない状態等）
［７］送信元系列の各電池パックからの生データ（警報、エラー等の各種状態フラグ、電圧、電流、温度）
［８］送信元系列の予備充電（蓄電池７のＳＯＣが小さく空状態又は空状態に近いときに実施される小電流での充電）切替、定電圧充電（蓄電池７のＳＯＣが大きく満充電に近いときに実施される定電圧での充電）切替
［９］送信元系列のＢＳＵ４からの電流、電圧、温度などのデータ
［１０］送信元系列のＢＳＵ４のパワーＦＥＴ、コンタクタ、ブレーカの各状態
［１１］その他（停電、地絡、地震、災害発生時の消火用ＮＥ１ガス、災害発生時の消火用Ｎ２ガスなど）
［１２］送信元系列のＢＭＵ５側タイムスタンプ
【００３６】
マスタＢＭＵ６はＢＭＵ５に所定周期の周期信号を送信する。マスタＢＭＵ６からＢＭＵ５に送信される周期信号は、充放電量割り当て関連情報であり、その一例として図３に示す下記（１）〜（６）の項目からなる信号が挙げられる。
（１）送信先系列のＳＯＣ加工パラメータ（例：乗算係数の値）
（２）送信先系列のＳＯＨ加工パラメータ（例：乗算係数の値）
（３）送信先系列の充電電流制限値加工パラメータ（例：乗算係数の値）
（４）送信先系列の放電電流制限値加工パラメータ（例：乗算係数の値）
（５）マスタＢＭＵ６側タイムスタンプ
（６）上記（１）〜（４）の代わりに送信先系列の充放電量推奨値も可能
【００３７】
マスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１からの充放電要求を受け取らない場合、各系列の蓄電池７のＳＯＨを考慮して、上記（１）〜（４）の値を系列毎に設定する。
【００３８】
一方、マスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１からの充放電要求を受け取る場合、マスタコントローラ１からの充放電要求と各系列の蓄電池７のＳＯＨとを考慮して、上記（６）の値を系列毎に設定する。この場合、マスタコントローラ１からマスタＢＭＵ６への充放電要求の受け渡し及びマスタＢＭＵ６からマスタコントローラ１への各系列の充放電量推奨値の受け渡しは、マスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との間の直接通信によって行われることが望ましいが、ＰＣＳ管理制御部３及びＢＭＵ５を介したマスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との間の通信によって行われてもよい。ＰＣＳ管理制御部３及びＢＭＵ５を介したマスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との間の通信では、同一の通信内容が複数の系列によって伝達されることになるので、どれか一つの系列が遮断されても問題は生じない。
【００３９】
＜マスタコントローラとマスタＢＭＵとの周期的な通信＞
マスタコントローラ１はマスタＢＭＵ６に所定周期の周期信号を送信する。マスタコントローラ１からマスタＢＭＵ６に送信される周期信号は、マスタコントローラ１の状態を含む信号であり、その一例として図４に示す下記（１）〜（１０）の項目からなる信号が挙げられる。さらに、下記（１１）の項目が含まれていてもよい。尚、マスタコントローラ１の状態には、マスタコントローラ１の制御対象の状態が含まれるものとする。
（１）ＰＣＳ２の系列数と各系列のＩＤ
（２）各系列のＰＣＳ管理制御部３の状態（停止、稼働、準備中、待機、軽故障、重故障など）
（３）各系列のＰＣＳ２の状態（停止、稼働、準備中、待機、軽故障、重故障など）
（４）各系列の交流電圧および交流電流
（５）各系列の交流有効電力および無効電力
（６）各系列の交流周波数数
（７）各系列のＰＣＳ２の温度
（８）各系列の直流電圧および直流電流
（９）各系列の直流電力
（１０）マスタコントローラ１側タイムスタンプ
（１１）マスタコントローラ１からの充放電要求
【００４０】
マスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１からの周期信号を一定期間受信できなかった場合、マスタコントローラ１が異常であると判断する。ここで、上記一定期間は上記所定周期より長い期間に設定される。
【００４１】
マスタＢＭＵ６はマスタコントローラ１に所定周期の周期信号を送信する。マスタＢＭＵ６からマスタコントローラ１に送信される周期信号は、マスタＢＭＵ６の状態を含む信号であり、その一例として図４に示す下記［１］〜［１２］の項目からなる信号が挙げられる。尚、マスタＢＭＵ６の状態には、マスタＢＭＵ６の制御対象の状態が含まれるものとする。
［１］ＢＳＵ４の系列数と各系列のＩＤ
［２］各系列のＢＭＵ５の状態（停止、稼働、準備中、待機、軽故障、重故障など）
［３］各系列の蓄電池７のＳＯＣ及びＳＯＨ（ＳＯＣ及びＳＯＨは蓄電池７からの生データではなく、ＢＭＵ５側で加工したもの）
［４］各系列の電圧および電流
［５］各系列の充電電流制限値および放電電流制限値
［６］各系列の状態（充電、放電、充電も放電もしていない等）
［７］各系列の系列内の電池パックの最低温度、最高温度、平均温度
［８］各系列の系列内の電池パックの最小電圧、最大電圧、平均電圧
［９］各系列の電池パックからの警報、エラー（過充電、過放電、過電流、その他）
［１０］各系列の予備充電切替、定電圧充電切替
［１１］マスタＢＭＵ６側タイムスタンプ
［１２］上記［３］、［５］の代わりに系列の充放電量推奨値も可能
【００４２】
マスタコントローラ１は、マスタＢＭＵ６からの周期信号を一定期間受信できなかった場合、マスタＢＭＵ６が異常であると判断する。ここで、上記一定期間は上記所定周期より長い期間に設定される。
【００４３】
尚、本実施形態のように、マスタコントローラ１及びマスタＢＭＵ６がそれぞれ一方的に周期信号を送信するのではなく、マスタコントローラ１からの周期的な要求信号を応答して、マスタＢＭＵ６がマスタＢＭＵ６の状態を含む応答信号をマスタコントローラ１に返信し、マスタＢＭＵ６からの周期的な要求信号を応答して、マスタコントローラ１がマスタコントローラ１の状態を含む応答信号をマスタＢＭＵ６に返信するようにしてもよい。この場合、マスタコントローラ１は、一定期間マスタＢＭＵ６から応答信号が返ってこない場合、マスタＢＭＵ６が異常であると判断し、マスタＢＭＵ６は、一定期間マスタコントローラ１から応答信号が返ってこない場合、マスタコントローラ１が異常であると判断するようにすればよい。
【００４４】
また、本実施形態では、マスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６とが直接通信する構成であるが、ＢＭＵ５とＰＣＳ管理制御部３の間の直接通信も行われるようにした場合には、何らかの不具合によりマスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との直接通信が不通であるときに、ＢＭＵ５及びＰＣＳ管理制御部３を介したマスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との通信を試みるようにしてもよい。
【００４５】
図２に示す本発明の一実施形態に係る電力供給システムでは、上述した通り、マスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６とが通信を利用した相互監視を行っているので、異常発生時の安全性が高くなる。
【００４６】
また、図２に示す本発明の一実施形態に係る電力供給システムでは、上述した通り、マスタＢＭＵ６が、各系列の蓄電池７の状態、ＢＳＵ４の状態、及びＢＭＵ５の状態に関するログ情報だけでなく、各系列のＰＣＳ２の状態及びＰＣＳ管理制御部３に関するログ情報も収集して保存するので、異常が発生した場合の異常発生原因の解析が容易になる。
【符号の説明】
【００４７】
１ マスタコントローラ
２ ＰＣＳ
３ ＰＣＳ管理制御部
４ ＢＳＵ
５ ＢＭＵ
６ マスタＢＭＵ
７ 蓄電池
１００ 負荷
２００ 電力系統
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電池を備える電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蓄電池の大容量化が進み、ビルや工場、店舗、家庭などで消費される電力を貯蔵する電力供給システムの導入が進められている。このような電力供給システムは、事前に蓄電池を充電する（電力を消費する）ことで、任意のタイミングで蓄電池を放電する（電力を供給する）ことができる。すなわち、蓄電池の充電及び放電のタイミングを制御することで、系統電力（電力会社から供給される電力）を消費するタイミングを制御することが可能になる。
【０００３】
一般的に、系統電力の電力料金には、固定制の基本料金と、従量制の使用料金とが含まれる。そして、電力会社は、単位時間に消費する系統電力の電力量の最大値が小さくなるほど、基本料金が安くなるように基本料金を設定している。また、電力消費が大きい日中よりも電力消費が小さい夜間の方が、使用料金の単位電力当りの価格が安くなるように使用料金を設定している。そのため、系統電力を利用する利用者は、系統電力の消費を平準化するほど、系統電力の電力料金を安くすることができる。
【０００４】
したがって、電力供給システムにおいて、系統電力を利用する利用者の電力需要が小さい時間帯や夜間電気料金が適用される時間帯に系統電力を利用して蓄電池を充電し、系統電力を利用する利用者の電力需要が所定の閾値を越えているときに所定の閾値を越えている分の電力（図１に示す斜線部分）を蓄電池の放電で補うことによって、系統電力の電力料金を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１４３６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電力供給システムでは複数の蓄電池を並列接続する構成によって、システム全体の充放電電流を大きくしている。しかしながら、システム全体の充放電電流が大きくなればなるほど、異常発生時の安全性に対する要求が厳しくなる。
【０００７】
尚、特許文献１で開示されている技術では、複数のマイクロプロセッサが相互に動作状態を監視して故障の有無を検知し、故障したマイクロプロセッサがある場合には正常なマイクロプロセッサが故障したマイクロプロセッサを補完することで、信頼性を向上させているが、当該技術は同一種類の複数の構成部品に対してのみ適用可能であり、電力供給システムにおける異なる種類の複数の構成部品に対しては適用することができない。
【０００８】
本発明は、上記の状況に鑑み、異常発生時の安全性が高い電力供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明に係る電力供給システムは、電力変換器と、前記電力変換器を制御する電力変換器制御部と、蓄電池と、前記電力変換器と前記蓄電池との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチと、前記スイッチを制御するスイッチ制御部とを有する系列を複数備え、複数の前記電力変換器制御部を統括的に制御するマスタ制御部を備え、複数の前記スイッチ制御部を統括的に制御するマスタスイッチ制御部を備え、各系列の前記蓄電池が並列に接続されるように各系列同士が接続されている電力供給システムであって、前記マスタ制御部が自己の状態を含む情報を前記マスタスイッチ制御部に周期的に送信し、前記マスタスイッチ制御部が自己の状態を含む情報を前記マスタ制御部に周期的に送信することで、前記マスタ制御部及び前記マスタスイッチ制御部がそれぞれ相手の異常を検知する構成（第１の構成）とする。ここで、前記マスタ制御部における自己の状態には、前記マスタ制御部の制御対象の状態が含まれるものとする。同様に、前記マスタ制御部における自己の状態には、前記マスタ制御部の制御対象の状態が含まれるものとする。
【００１０】
また、上記第１の構成の電力供給システムにおいて、前記マスタ制御部は、前記マスタスイッチ制御部の状態を含む情報が前記マスタスイッチ制御部から一定期間届かなかった場合、前記マスタスイッチ制御部が異常であると判断し、前記マスタスイッチ制御部は、前記マスタ制御部の状態を含む情報が前記マスタ制御部から一定期間届かなかった場合、前記マスタ制御部が異常であると判断する構成（第２の構成）としてもよい。
【００１１】
また、上記第２の構成の電力供給システムにおいて、前記マスタ制御部は、前記マスタスイッチ制御部が異常であると判断した場合、各系列における電流の流れを遮断するように各系列の前記電力変換器制御部を制御し、前記マスタスイッチ制御部は、前記マスタ制御部が異常であると判断した場合、各系列における電流の流れを遮断するように各系列の前記スイッチ制御部を制御する構成（第３の構成）としてもよい。
【００１２】
また、上記第１〜第３のいずれかの構成の電力供給システムにおいて、前記マスタ制御部が前記マスタスイッチ制御部に周期的に送信する情報に、各系列の前記電力変換器の状態が含まれている構成（第４の構成）としてもよい。
【００１３】
また、上記第４の構成の電力供給システムにおいて、前記マスタスイッチ制御部が、前記電力変換器、前記蓄電池、前記スイッチ、及び前記スイッチ制御部の各状態を含むログ情報を前記マスタ制御部及び各系列の前記スイッチ制御部から収集して保存する構成（第５の構成）としてもよい。
【００１４】
また、上記第５の構成の電力供給システムにおいて、前記マスタ制御部が前記マスタスイッチ制御部に周期的に送信する情報に、各系列の前記電力変換器制御部の状態が含まれており、前記ログ情報に、前記電力変換器制御部の状態が含まれる構成（第６の構成）としてもよい。
【００１５】
また、上記第１〜第６のいずれかの構成の電力供給システムにおいて、前記マスタスイッチ制御部は、前記スイッチ制御部の異常を検出すると、前記マスタ制御部に対して、異常があることを示す信号を送信し、前記異常があることを示す信号に対する応答信号を前記マスタ制御部から受信すると、前記異常があることを示す信号及び前記応答信号に関する通信履歴をタイムスタンプとともに保存する構成としてもよい。
【００１６】
また、不具合が生じた場合に後の不具合解析を容易にするために本発明に係る他の電力供給システムは、電力変換器と、前記電力変換器を制御する電力変換器制御部と、蓄電池と、前記電力変換器と前記蓄電池との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチと、前記スイッチを制御するスイッチ制御部とを有する系列を複数備え、複数の前記電力変換器制御部を統括的に制御するマスタ制御部を備え、複数の前記スイッチ制御部を統括的に制御するマスタスイッチ制御部を備える電力供給システムであって、前記マスタスイッチ制御部は、前記スイッチ制御部の異常を検出すると、前記マスタ制御部に対して、異常があることを示す信号を送信し、前記異常があることを示す信号に対する応答信号を前記マスタ制御部から受信すると、前記異常があることを示す信号及び前記応答信号に関する通信履歴をタイムスタンプとともに保存する構成とする。このような構成によると、不具合が生じた場合、その状況をいつマスタ制御部が認識したかを明確にすることができるため、後から不具合解析を行うことが容易になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る電力供給システムによると、マスタ制御部及びマスタスイッチ制御部が通信を利用した相互監視を行っているので、異常発生時の安全性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】系統電力を利用する利用者の電力需要の典型例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示す図である。
【図３】マスタＢＭＵとＢＭＵ間の通信内容例を示す図である。
【図４】マスタコントローラとマスタＢＭＵ間の通信内容例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示すブロック図である。尚、図２において、各ブロック間をつなぐ太線は電力線を示しており、各ブロック間をつなぐ細線は通信線を示している。尚、本実施形態では、各通信線は信頼性を重視する観点から有線通信で実現しているが、無線通信で実現することも可能である。また、通信は例えばＴＣＰ（Transmission Control Protocol）によって行うとよい。
【００２１】
図２に示す本発明の一実施形態に係る電力供給システムは、マスタコントローラ１と、ＰＣＳ（Power Conditioning System）２と、ＰＣＳ管理制御部３と、ＢＳＵ（Battery Switching Unit）４と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）５と、マスタＢＭＵ６と、蓄電池７とを備えている。図２に示す本発明の一実施形態に係る電力供給システムでは、ＰＣＳ２、ＰＣＳ管理制御部３、ＢＳＵ４、ＢＭＵ５、及び蓄電池７によって構成される系列が複数設けられており、各系列の蓄電池７が並列に接続されるようにマスタコントローラ１に各系列が接続されている。マスタコントローラ１が請求項に記載されている「マスタ制御部」の一例に相当し、ＰＣＳ２が請求項に記載されている「電力変換器」の一例に相当し、ＰＣＳ管理制御部３が請求項に記載されている「電力変換器制御部」の一例に相当し、ＢＳＵ４が請求項に記載されている「スイッチ」の一例に相当し、ＢＭＵ５が請求項に記載されている「スイッチ制御部」の一例に相当し、マスタＢＭＵ６が請求項に記載されている「マスタスイッチ制御部」の一例に相当する。
【００２２】
＜マスタコントローラの概要＞
マスタコントローラ１は、外部の負荷１００及び電力系統２００に接続されている。負荷１００はＡＣ電源入力端子を有する負荷であり、電力系統２００はＡＣ電力を供給する電力系統である。マスタコントローラ１は、各系列のＰＣＳ管理制御部３を統合的に監視・制御する。すなわち、マスタコントローラ１は、通常時には系列毎に充放電量を決定しその決定に応じた充放電制御指令を各系列のＰＣＳ管理制御部３にそれぞれ送信し、異常時には異常が発生した系列のＰＣＳ管理制御部３に対してＰＣＳ２の停止指令、ＰＣＳ２の待機指令、又はＰＣＳ２側に設置されているブレーカ（不図示）の遮断指令を送信する。
【００２３】
また、マスタコントローラ１は、マスタＢＭＵ６と周期的に通信することでマスタＢＭＵ６の異常を検知する。マスタＢＭＵ６の異常を検知した場合も、上記の異常時に含まれるので、マスタコントローラ１は、マスタＢＭＵ６の異常を検知した場合に、各系列のＰＣＳ管理制御部３に対してＰＣＳ２の停止指令、ＰＣＳ２の待機指令、又はＰＣＳ２側に設置されているブレーカ（不図示）の遮断指令を送信する。なお、マスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との周期的な通信の詳細については後述する。さらに、マスタコントローラ１は、マスタＢＭＵ６から送信されるインディケーション信号を受信すると、マスタＢＭＵ６に対して確認信号を送信する。なお、インディケーション信号及び確認信号の詳細については後述する。
【００２４】
＜ＰＣＳの概要＞
ＰＣＳ２は、双方向ＡＣ／ＤＣ電力変換器であり、充電時に電力系統２００からマスタコントローラ１を経由して供給されるＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、放電時に同一系列に属する蓄電池７から同一系列に属するＢＳＵ４を経由して供給されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。尚、本実施形態とは異なり、マスタコントローラ１が外部のＤＣ負荷（ＤＣ電源入力端子を有する負荷）及びＤＣ電源（例えば太陽電池）に接続される場合には、ＰＣＳ２を双方向ＤＣ／ＤＣ電力変換器に変更すればよい。
【００２５】
＜ＰＣＳ管理制御部の概要＞
ＰＣＳ管理制御部３は、マスタコントローラ１から送られてくる充放電制御指令に基づいて同一系列に属するＰＣＳ２の動作を制御するとともに、同一系列に属するＰＣＳ２の状態を監視している。また、ＰＣＳ管理制御部３は、異常時には同一系列に属するＰＣＳ２の停止、同一系列に属するＰＣＳ２の待機、又は同一系列に属するＰＣＳ２側に設置されているブレーカ（不図示）の遮断を実行する。
【００２６】
＜ＢＳＵの概要＞
ＢＳＵ４は、同一系列に属するＰＳＣ２と同一系列に属する蓄電池７との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチであり、同一系列に属するＢＭＵ５によって制御される。本実施形態では、ＢＳＵ４は、パワーＦＥＴ（Field Effect Transistor）、コンタクタ、及びブレーカが直列接続されている構成である。ＰＳＣ２と蓄電池７との電気的接続をＯＮからＯＦＦに切り替える際には、まず電気スイッチであるパワーＦＥＴをＯＮからＯＦＦに切り替え、その後機械スイッチであるコンタクタ及びブレーカをＯＮからＯＦＦに切り替えるようにする。一方、ＰＳＣ２と蓄電池７との電気的接続をＯＦＦからＯＮに切り替える際には、まず機械スイッチであるコンタクタ及びブレーカをＯＦＦからＯＮに切り替え、その後電気スイッチであるパワーＦＥＴをＯＦＦからＯＮに切り替えるようにする。
【００２７】
＜ＢＭＵの概要＞
ＢＭＵ５は、同一系列に属するＢＳＵ４を制御するとともに、同一系列に属するＢＳＵ４の状態及び同一系列に属する蓄電池７の状態を監視している。
【００２８】
また、ＢＭＵ５は、同一系列に属する蓄電池７の状態、同一系列に属するＢＳＵ４の状態、自己（ＢＭＵ５）の状態、及び同一系列に属するＰＣＳ２の状態などに関するログ情報をマスタＢＭＵ６に送信する。
【００２９】
また、ＢＭＵ５は、異常時にはＢＳＵ４内のパワーＦＥＴ、コンタクタ、及びブレーカをＯＦＦにする指令を同一系列に属するＢＳＵ４に送信するとともにアラート信号をマスタＢＭＵ６に送信する。
【００３０】
＜マスタＢＭＵの概要＞
マスタＢＭＵ６は、各系列の蓄電池７、ＢＳＵ４、及びＢＭＵ５を統合的に監視・制御する。すなわち、マスタＢＭＵ６は、各系列のＢＭＵ５から送られてくる蓄電池７の状態、ＢＳＵ４の状態、及びＢＭＵ５の状態などに関するログ情報を収集して保存するとともに、必要に応じて任意のＢＭＵ５に向けて、その任意のＢＭＵ５と同一系列に属するＢＳＵ４内のパワーＦＥＴ、コンタクタ、及びブレーカをＯＦＦにする指令を送信する。例えば、マスタＢＭＵ６は、上記のログ情報に基づいて、異常が発生している系列が所定数以上あると判断した場合に、安全のため異常が発生していない系列の各ＢＭＵ５に向けて、その各ＢＭＵ５と同一系列に属するＢＳＵ４内のパワーＦＥＴ、コンタクタ、及びブレーカをＯＦＦにする指令を送信することが考えられる。また、マスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１から送られてくるＰＣＳ２の状態及びＰＣＳ管理制御部３の状態に関するログ情報も収集して保存する。さらに、マスタＢＭＵ６は、ＢＭＵ５からアラート信号を受信すると、異常があることを示すインディケーション信号をマスタコントローラ１に送信し、マスタコントローラ１から送信される確認信号を受信すると、インディケーション信号及び確認信号に関する通信履歴をタイムスタンプとともにログとして保存する。当該通信履歴の保存により、不具合が生じた場合、その状況をいつマスタコントローラ１が認識したかを明確にすることができるため、後から不具合解析を行うことが容易になる。そして、マスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との周期的な通信による異常検知以外に、インディケーション信号によってマスタコントローラ１に異常を遅滞なく知らせることができるので、マスタコントローラ１がより迅速に確実に異常を検出することができる。尚、マスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との周期的な通信による異常検知を取りやめ、上記通信履歴の保存及びインディケーション信号によるマスタコントローラ１への異常通知のみを実施することも可能である。
【００３１】
また、マスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１が各蓄電池７の劣化状態（state of health：ＳＯＨ）を考慮して系列毎の充放電量を割り当てることができるように、充放電量割り当て関連情報を各系列のＢＭＵ５に送信する。なお、充放電量割り当て関連情報の詳細については後述する。
【００３２】
さらにマスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１と周期的に通信することでマスタコントローラ１の異常を検知する。マスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１の異常を検知した場合に、各ＢＭＵ５に向けて、その各ＢＭＵ５と同一系列に属するＢＳＵ４内のパワーＦＥＴ、コンタクタ、及びブレーカをＯＦＦにする指令を送信する。また、マスタＢＭＵ６は、ＰＣＳ２の状態及びＰＣＳ管理制御部３を直接取得することができないので、上述したマスタコントローラ１との周期的な通信によって、ＰＣＳ２の状態及びＰＣＳ管理制御部３を取得し、ＰＣＳ２の状態及びＰＣＳ管理制御部３もログ情報に含めて保存する。
【００３３】
＜蓄電池の概要＞
蓄電池７の形態は特に限定されず、例えば、単一のバッテリセルであってもよく、複数のバッテリセルの集合体である電池パックであってもよく、また、当該電池パックを複数接続したものであってもよい。蓄電池７の電圧を高くする場合には、電池パックを複数直列接続した形態にするとよい。
【００３４】
＜充放電量割り当て関連情報＞
ここで、上述した充放電量割り当て関連情報について図３を参照して説明する。
【００３５】
各系列のＢＭＵ５はマスタＢＭＵ６に所定周期の周期信号を送信する。ＢＭＵ５からマスタＢＭＵ６に送信される周期信号は、蓄電池７の状態、ＢＳＵ４の状態、及びＢＭＵ５の状態などに関するログ情報であり、その一例として図３に示す下記［１］〜［１２］の項目からなる信号が挙げられる。
［１］送信元系列のＩＤ
［２］送信元系列のＢＭＵ５の状態（停止、稼働、準備中、待機、軽故障、重故障など）
［３］送信元系列の蓄電池７の充電状態（state of charge：ＳＯＣ）及びＳＯＨ
［４］送信元系列の電圧および電流
［５］送信元系列の充電電流制限値および放電電流制限値
［６］送信元系列の状態（充電状態、放電状態、充電も放電もしていない状態等）
［７］送信元系列の各電池パックからの生データ（警報、エラー等の各種状態フラグ、電圧、電流、温度）
［８］送信元系列の予備充電（蓄電池７のＳＯＣが小さく空状態又は空状態に近いときに実施される小電流での充電）切替、定電圧充電（蓄電池７のＳＯＣが大きく満充電に近いときに実施される定電圧での充電）切替
［９］送信元系列のＢＳＵ４からの電流、電圧、温度などのデータ
［１０］送信元系列のＢＳＵ４のパワーＦＥＴ、コンタクタ、ブレーカの各状態
［１１］その他（停電、地絡、地震、災害発生時の消火用ＮＥ１ガス、災害発生時の消火用Ｎ２ガスなど）
［１２］送信元系列のＢＭＵ５側タイムスタンプ
【００３６】
マスタＢＭＵ６はＢＭＵ５に所定周期の周期信号を送信する。マスタＢＭＵ６からＢＭＵ５に送信される周期信号は、充放電量割り当て関連情報であり、その一例として図３に示す下記（１）〜（６）の項目からなる信号が挙げられる。
（１）送信先系列のＳＯＣ加工パラメータ（例：乗算係数の値）
（２）送信先系列のＳＯＨ加工パラメータ（例：乗算係数の値）
（３）送信先系列の充電電流制限値加工パラメータ（例：乗算係数の値）
（４）送信先系列の放電電流制限値加工パラメータ（例：乗算係数の値）
（５）マスタＢＭＵ６側タイムスタンプ
（６）上記（１）〜（４）の代わりに送信先系列の充放電量推奨値も可能
【００３７】
マスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１からの充放電要求を受け取らない場合、各系列の蓄電池７のＳＯＨを考慮して、上記（１）〜（４）の値を系列毎に設定する。
【００３８】
一方、マスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１からの充放電要求を受け取る場合、マスタコントローラ１からの充放電要求と各系列の蓄電池７のＳＯＨとを考慮して、上記（６）の値を系列毎に設定する。この場合、マスタコントローラ１からマスタＢＭＵ６への充放電要求の受け渡し及びマスタＢＭＵ６からマスタコントローラ１への各系列の充放電量推奨値の受け渡しは、マスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との間の直接通信によって行われることが望ましいが、ＰＣＳ管理制御部３及びＢＭＵ５を介したマスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との間の通信によって行われてもよい。ＰＣＳ管理制御部３及びＢＭＵ５を介したマスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との間の通信では、同一の通信内容が複数の系列によって伝達されることになるので、どれか一つの系列が遮断されても問題は生じない。
【００３９】
＜マスタコントローラとマスタＢＭＵとの周期的な通信＞
マスタコントローラ１はマスタＢＭＵ６に所定周期の周期信号を送信する。マスタコントローラ１からマスタＢＭＵ６に送信される周期信号は、マスタコントローラ１の状態を含む信号であり、その一例として図４に示す下記（１）〜（１０）の項目からなる信号が挙げられる。さらに、下記（１１）の項目が含まれていてもよい。尚、マスタコントローラ１の状態には、マスタコントローラ１の制御対象の状態が含まれるものとする。
（１）ＰＣＳ２の系列数と各系列のＩＤ
（２）各系列のＰＣＳ管理制御部３の状態（停止、稼働、準備中、待機、軽故障、重故障など）
（３）各系列のＰＣＳ２の状態（停止、稼働、準備中、待機、軽故障、重故障など）
（４）各系列の交流電圧および交流電流
（５）各系列の交流有効電力および無効電力
（６）各系列の交流周波数数
（７）各系列のＰＣＳ２の温度
（８）各系列の直流電圧および直流電流
（９）各系列の直流電力
（１０）マスタコントローラ１側タイムスタンプ
（１１）マスタコントローラ１からの充放電要求
【００４０】
マスタＢＭＵ６は、マスタコントローラ１からの周期信号を一定期間受信できなかった場合、マスタコントローラ１が異常であると判断する。ここで、上記一定期間は上記所定周期より長い期間に設定される。
【００４１】
マスタＢＭＵ６はマスタコントローラ１に所定周期の周期信号を送信する。マスタＢＭＵ６からマスタコントローラ１に送信される周期信号は、マスタＢＭＵ６の状態を含む信号であり、その一例として図４に示す下記［１］〜［１２］の項目からなる信号が挙げられる。尚、マスタＢＭＵ６の状態には、マスタＢＭＵ６の制御対象の状態が含まれるものとする。
［１］ＢＳＵ４の系列数と各系列のＩＤ
［２］各系列のＢＭＵ５の状態（停止、稼働、準備中、待機、軽故障、重故障など）
［３］各系列の蓄電池７のＳＯＣ及びＳＯＨ（ＳＯＣ及びＳＯＨは蓄電池７からの生データではなく、ＢＭＵ５側で加工したもの）
［４］各系列の電圧および電流
［５］各系列の充電電流制限値および放電電流制限値
［６］各系列の状態（充電、放電、充電も放電もしていない等）
［７］各系列の系列内の電池パックの最低温度、最高温度、平均温度
［８］各系列の系列内の電池パックの最小電圧、最大電圧、平均電圧
［９］各系列の電池パックからの警報、エラー（過充電、過放電、過電流、その他）
［１０］各系列の予備充電切替、定電圧充電切替
［１１］マスタＢＭＵ６側タイムスタンプ
［１２］上記［３］、［５］の代わりに系列の充放電量推奨値も可能
【００４２】
マスタコントローラ１は、マスタＢＭＵ６からの周期信号を一定期間受信できなかった場合、マスタＢＭＵ６が異常であると判断する。ここで、上記一定期間は上記所定周期より長い期間に設定される。
【００４３】
尚、本実施形態のように、マスタコントローラ１及びマスタＢＭＵ６がそれぞれ一方的に周期信号を送信するのではなく、マスタコントローラ１からの周期的な要求信号を応答して、マスタＢＭＵ６がマスタＢＭＵ６の状態を含む応答信号をマスタコントローラ１に返信し、マスタＢＭＵ６からの周期的な要求信号を応答して、マスタコントローラ１がマスタコントローラ１の状態を含む応答信号をマスタＢＭＵ６に返信するようにしてもよい。この場合、マスタコントローラ１は、一定期間マスタＢＭＵ６から応答信号が返ってこない場合、マスタＢＭＵ６が異常であると判断し、マスタＢＭＵ６は、一定期間マスタコントローラ１から応答信号が返ってこない場合、マスタコントローラ１が異常であると判断するようにすればよい。
【００４４】
また、本実施形態では、マスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６とが直接通信する構成であるが、ＢＭＵ５とＰＣＳ管理制御部３の間の直接通信も行われるようにした場合には、何らかの不具合によりマスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との直接通信が不通であるときに、ＢＭＵ５及びＰＣＳ管理制御部３を介したマスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６との通信を試みるようにしてもよい。
【００４５】
図２に示す本発明の一実施形態に係る電力供給システムでは、上述した通り、マスタコントローラ１とマスタＢＭＵ６とが通信を利用した相互監視を行っているので、異常発生時の安全性が高くなる。
【００４６】
また、図２に示す本発明の一実施形態に係る電力供給システムでは、上述した通り、マスタＢＭＵ６が、各系列の蓄電池７の状態、ＢＳＵ４の状態、及びＢＭＵ５の状態に関するログ情報だけでなく、各系列のＰＣＳ２の状態及びＰＣＳ管理制御部３に関するログ情報も収集して保存するので、異常が発生した場合の異常発生原因の解析が容易になる。
【符号の説明】
【００４７】
１ マスタコントローラ
２ ＰＣＳ
３ ＰＣＳ管理制御部
４ ＢＳＵ
５ ＢＭＵ
６ マスタＢＭＵ
７ 蓄電池
１００ 負荷
２００ 電力系統
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換器と、前記電力変換器を制御する電力変換器制御部と、蓄電池と、前記電力変換器と前記蓄電池との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチと、前記スイッチを制御するスイッチ制御部とを有する系列を複数備え、
複数の前記電力変換器制御部を統括的に制御するマスタ制御部を備え、
複数の前記スイッチ制御部を統括的に制御するマスタスイッチ制御部を備え、
各系列の前記蓄電池が並列に接続されるように各系列同士が接続されている電力供給システムであって、
前記マスタ制御部が自己の状態を含む情報を前記マスタスイッチ制御部に周期的に送信し、前記マスタスイッチ制御部が自己の状態を含む情報を前記マスタ制御部に周期的に送信することで、前記マスタ制御部及び前記マスタスイッチ制御部がそれぞれ相手の異常を検知することを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記マスタ制御部は、前記マスタスイッチ制御部の状態を含む情報が前記マスタスイッチ制御部から一定期間届かなかった場合、前記マスタスイッチ制御部が異常であると判断し、
前記マスタスイッチ制御部は、前記マスタ制御部の状態を含む情報が前記マスタ制御部から一定期間届かなかった場合、前記マスタ制御部が異常であると判断する請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記マスタ制御部は、前記マスタスイッチ制御部が異常であると判断した場合、各系列における電流の流れを遮断するように各系列の前記電力変換器制御部を制御し、
前記マスタスイッチ制御部は、前記マスタ制御部が異常であると判断した場合、各系列における電流の流れを遮断するように各系列の前記スイッチ制御部を制御する請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記マスタ制御部が前記マスタスイッチ制御部に周期的に送信する情報に、各系列の前記電力変換器の状態が含まれている請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記マスタスイッチ制御部が、前記電力変換器、前記蓄電池、前記スイッチ、及び前記スイッチ制御部の各状態を含むログ情報を前記マスタ制御部及び各系列の前記スイッチ制御部から収集して保存する請求項４に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記マスタ制御部が前記マスタスイッチ制御部に周期的に送信する情報に、各系列の前記電力変換器制御部の状態が含まれており、
前記ログ情報に、前記電力変換器制御部の状態が含まれる請求項５に記載の電力供給システム。
【請求項７】
前記マスタスイッチ制御部は、
前記スイッチ制御部の異常を検出すると、前記マスタ制御部に対して、異常があることを示す信号を送信し、
前記異常があることを示す信号に対する応答信号を前記マスタ制御部から受信すると、前記異常があることを示す信号及び前記応答信号に関する通信履歴をタイムスタンプとともに保存する請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項８】
電力変換器と、前記電力変換器を制御する電力変換器制御部と、蓄電池と、前記電力変換器と前記蓄電池との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチと、前記スイッチを制御するスイッチ制御部とを有する系列を複数備え、
複数の前記電力変換器制御部を統括的に制御するマスタ制御部を備え、
複数の前記スイッチ制御部を統括的に制御するマスタスイッチ制御部を備える電力供給システムであって、
前記マスタスイッチ制御部は、
前記スイッチ制御部の異常を検出すると、前記マスタ制御部に対して、異常があることを示す信号を送信し、
前記異常があることを示す信号に対する応答信号を前記マスタ制御部から受信すると、前記異常があることを示す信号及び前記応答信号に関する通信履歴をタイムスタンプとともに保存することを特徴とする電力供給システム。
【請求項１】
電力変換器と、前記電力変換器を制御する電力変換器制御部と、蓄電池と、前記電力変換器と前記蓄電池との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチと、前記スイッチを制御するスイッチ制御部とを有する系列を複数備え、
複数の前記電力変換器制御部を統括的に制御するマスタ制御部を備え、
複数の前記スイッチ制御部を統括的に制御するマスタスイッチ制御部を備え、
各系列の前記蓄電池が並列に接続されるように各系列同士が接続されている電力供給システムであって、
前記マスタ制御部が自己の状態を含む情報を前記マスタスイッチ制御部に周期的に送信し、前記マスタスイッチ制御部が自己の状態を含む情報を前記マスタ制御部に周期的に送信することで、前記マスタ制御部及び前記マスタスイッチ制御部がそれぞれ相手の異常を検知することを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記マスタ制御部は、前記マスタスイッチ制御部の状態を含む情報が前記マスタスイッチ制御部から一定期間届かなかった場合、前記マスタスイッチ制御部が異常であると判断し、
前記マスタスイッチ制御部は、前記マスタ制御部の状態を含む情報が前記マスタ制御部から一定期間届かなかった場合、前記マスタ制御部が異常であると判断する請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記マスタ制御部は、前記マスタスイッチ制御部が異常であると判断した場合、各系列における電流の流れを遮断するように各系列の前記電力変換器制御部を制御し、
前記マスタスイッチ制御部は、前記マスタ制御部が異常であると判断した場合、各系列における電流の流れを遮断するように各系列の前記スイッチ制御部を制御する請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記マスタ制御部が前記マスタスイッチ制御部に周期的に送信する情報に、各系列の前記電力変換器の状態が含まれている請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記マスタスイッチ制御部が、前記電力変換器、前記蓄電池、前記スイッチ、及び前記スイッチ制御部の各状態を含むログ情報を前記マスタ制御部及び各系列の前記スイッチ制御部から収集して保存する請求項４に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記マスタ制御部が前記マスタスイッチ制御部に周期的に送信する情報に、各系列の前記電力変換器制御部の状態が含まれており、
前記ログ情報に、前記電力変換器制御部の状態が含まれる請求項５に記載の電力供給システム。
【請求項７】
前記マスタスイッチ制御部は、
前記スイッチ制御部の異常を検出すると、前記マスタ制御部に対して、異常があることを示す信号を送信し、
前記異常があることを示す信号に対する応答信号を前記マスタ制御部から受信すると、前記異常があることを示す信号及び前記応答信号に関する通信履歴をタイムスタンプとともに保存する請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項８】
電力変換器と、前記電力変換器を制御する電力変換器制御部と、蓄電池と、前記電力変換器と前記蓄電池との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチと、前記スイッチを制御するスイッチ制御部とを有する系列を複数備え、
複数の前記電力変換器制御部を統括的に制御するマスタ制御部を備え、
複数の前記スイッチ制御部を統括的に制御するマスタスイッチ制御部を備える電力供給システムであって、
前記マスタスイッチ制御部は、
前記スイッチ制御部の異常を検出すると、前記マスタ制御部に対して、異常があることを示す信号を送信し、
前記異常があることを示す信号に対する応答信号を前記マスタ制御部から受信すると、前記異常があることを示す信号及び前記応答信号に関する通信履歴をタイムスタンプとともに保存することを特徴とする電力供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２１００８１（Ｐ２０１２−２１００８１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７４１０２（Ｐ２０１１−７４１０２）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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