[发明专利]电源系统、电源系统的电力供给控制方法及其电力供给控制程序

说明书

技术领域

本发明涉及具备在商用电源等电源装置停止时供电的蓄电装置的电源系统、该电源系 统的电力供给控制方法、及使计算机执行该电源系统的电力供给控制方法的程序。

背景技术

近年来，蓄电装置作为商用电源的备份用电源受到注目而被加以利用。备份电源在商 用电源正常工作时被充电，在商用电源异常时，替代商用电源向设备持续供电。作为这种 例子，可以列举出UPS(Uninterruptible Power Supply：不间断电源)。在商用电源停电 时，通过瞬间切换到来自备份电源的输出，可将使用中的计算机或存储装置、服务器等网 络设备等发生停止的情况防患于未然。对组合了这种蓄电装置的备份用电源进行控制，以 将表示蓄电装置的充电状态(State of Charge)的剩余容量(以下称作“SOC”)维持在较 高的状态。

另外，蓄电装置也可以与例如太阳能电池(solar cells)等发电装置组合，作为电源系统 而被利用。发电装置利用太阳能、风能、水能等自然能源进行发电。组合了这种蓄电装置 的电源系统将多余的电力存储在蓄电装置中，在负荷装置需要时从蓄电装置供电，从而实 现能效提高。

作为所述电源系统的一个例子，可例举太阳能发电系统。在太阳能发电系统中，当太 阳能的发电量大于负荷装置的消耗电量时，用剩余电力对蓄电装置充电。另一方面，当发 电量小于负荷装置的消耗电量时，从蓄电装置放出的电力被提供给负荷装置，以补充不足 的电力。这样，在太阳能发电系统中，可将以往未得到利用的剩余电力存储在蓄电装置中， 因此与以往的电源系统相比，可以提高能效。

这样的原理也被运用于使用发动机和电动机的混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，以下称为“HEV”)中。HEV在发动机的输出大于行驶所需要的动力时，可用剩 余的电力驱动发电机对蓄电装置充电。而在车辆制动或减速时，HEV通过利用电动机作 为发电机来对蓄电装置充电。

此外，有效利用夜间电力的负荷均衡化电源(load-leveling power supplies)或插电式 混合动力汽车(Plug-in Hybrid Vehicle)受到关注。负荷均衡化电源是功耗小的系统。在电 费便宜的夜间将电力存储于蓄电装置，在功耗达到峰值的白天使用存储的电力。通过平顺 电力的消耗量，使发电量稳定，以推进电力设备的高效运用或设备投资的削减。

另一方面，插电式混合动力汽车是有效利用夜间电力的车辆。在燃油经济性差的城市 街道行驶时以从蓄电装置供电的EV运行为主，在远距离行驶时进行使用发动机和电动机 的HEV运行。插电式混合动力汽车以降低总的CO₂排放量为目的。

此外，还开发了一种混合电梯，通过在电梯中备置与乘坐厢平衡的重坠 (counterweight)，抑制了在运行中所需要的电力消耗量。一般而言，在这种电梯系统中， 为了通过电动机的发电作用将剩余电力高效率地充入蓄电装置，进行充电控制以使SOC 不会增大到100％，而为了在必要时向电动机供电，进行放电控制以使SOC不会降低到0。 具体而言，通常进行控制，以使蓄电装置的SOC在20％～80％的范围内变化。

这种混合电梯通过在停电时有效利用蓄电装置的电力，在运行中发生了停电等异常情 况时，可由蓄电装置提供用于驱动电梯的电力，使电梯运行到最近的楼层或任意的楼层， 从而安全救出电梯厢内的乘客。

上述的电源系统等中搭载的蓄电装置通过串联连接多个蓄电元件(单电池(single cell)、单元电池(unit cells)等)而构成。因此，对于这样的电源系统，以指定的取样周期 (sampling period)监视蓄电装置或构成蓄电装置的各蓄电元件，当蓄电元件中发生异常 时，停止对蓄电装置输入输出的电力，防止蓄电元件的因过放电或过充电造成的劣化。

作为这种蓄电装置的控制方法，例如在日本专利公开公报特开2006-136101号(以下 称作“专利文献1”)中，公开了一种每隔指定的周期测量二次电池的电力值，从而保护二 次电池免受过放电或过充电的控制方法。