專利名稱：鈉硫電池的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于小規(guī)模互聯(lián)系統(tǒng)的鈉硫電池的控制方法。所謂小規(guī)模互聯(lián) 系統(tǒng)是指，組合了風(fēng)力發(fā)電裝置等其輸出變化的發(fā)電裝置、和具有小額定容量鈉硫電池的 電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置并向電力系統(tǒng)供給電力的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，用風(fēng)力，太陽(yáng)光，地?zé)岬劝l(fā)電的自然能源發(fā)電裝置引人注目，并投入實(shí)際 應(yīng)用。自然能源發(fā)電裝置是一種不使用石油等有限資源而使用自然存在的無(wú)窮無(wú)盡的能 源，無(wú)污染的發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置能抑制二氧化碳的排放，因此，從防止地球變暖的觀點(diǎn) 出發(fā)，引入該裝置的企業(yè)、自治體等正在增加。但是，由于從自然界獲得的能源是時(shí)刻變化的，因此，要將自然能源發(fā)電裝置普及 化，則存在無(wú)法避免輸出功率變化的問(wèn)題。因此，為消除這個(gè)問(wèn)題，并且為使輸出變?yōu)楹愣?，在采用自然能源發(fā)電裝置時(shí)，構(gòu) 筑互聯(lián)(發(fā)電)系統(tǒng)，該系統(tǒng)組合了該自然能源發(fā)電裝置和以二次電池為主要構(gòu)成元件的 電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置。二次電池中的鈉硫電池具有能量密度高，能在短時(shí)期內(nèi)進(jìn)行高輸出且快速響應(yīng)性 突出這樣的優(yōu)點(diǎn)。因此，通過(guò)同時(shí)設(shè)置用于控制充電及放電的雙向轉(zhuǎn)換器，能補(bǔ)償在幾百m 秒一幾秒下可能發(fā)生的自然能源發(fā)電裝置的輸出變化。因此，可以認(rèn)為，對(duì)自然能源發(fā)電裝 置組合了電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置的互聯(lián)系統(tǒng)是優(yōu)選的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置 以鈉硫電池為構(gòu)成元件。另外，雖然沒(méi)有與本申請(qǐng)具有相同課題的現(xiàn)有技術(shù)，但作為技術(shù)內(nèi)容相關(guān)的例子， 例如可以列舉專利文獻(xiàn)1 (特開(kāi)2003-317808號(hào)公報(bào))和專利文獻(xiàn)2 (特開(kāi)2008-084677號(hào) 公報(bào))。

發(fā)明內(nèi)容
但是，一直以來(lái)，在以鈉硫電池作為構(gòu)成元件的電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置中，鈉硫電池的 例如放電深度通過(guò)以下方法求出并進(jìn)行管理，即基于初期設(shè)定的放電深度，將充電、放電 的電流值輸入于順序控制器等控制裝置來(lái)進(jìn)行加減(例如充電為加法運(yùn)算，放電為減法運(yùn) 算等)并進(jìn)行累計(jì)計(jì)算。但是，由雙向轉(zhuǎn)換器控制充電及放電的電流值和實(shí)際電流值之間產(chǎn)生微小誤差， 并且由電流值的模擬/數(shù)字變換也產(chǎn)生微小誤差，并且由于在順序控制器中長(zhǎng)時(shí)間累計(jì)計(jì) 算電流值，這些誤差也被累計(jì)起來(lái)。因此，對(duì)構(gòu)成電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置的鈉硫電池而言，如果 長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)互聯(lián)系統(tǒng)，則實(shí)際的放電深度和控制裝置管理的管理值之間怎么都會(huì)產(chǎn)生偏差。因此，在所述互聯(lián)系統(tǒng)中，為了精確地控制構(gòu)成電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置的鈉硫電池的 放電深度(或?yàn)槭Ｓ嗳萘?，有必要補(bǔ)正或再設(shè)定放電深度的管理值。當(dāng)鈉硫電池作為負(fù)載均衡系統(tǒng)中電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置的主要構(gòu)成元件而使用時(shí)，所述偏差不會(huì)成為問(wèn)題。在負(fù)載均衡系統(tǒng)中，例如，白天結(jié)束傍晚時(shí)達(dá)到放電末期，或黑夜結(jié) 束日出時(shí)達(dá)到充電末期，這些時(shí)候，就能夠?qū)︹c硫電池進(jìn)行放電深度的管理值的補(bǔ)正或再 設(shè)定，從而消除所述偏差。但是，與自然能源發(fā)電裝置相組合的電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置中，通常，不適宜使鈉硫電 池達(dá)到放電末期或充電末期，那是因?yàn)椴蝗菀籽a(bǔ)正或再設(shè)定放電深度管理值。究其原因，達(dá) 到放電末期的鈉硫電池，在此之后，直至充入一定量的電為止，無(wú)法用于補(bǔ)償放電方向的變 化功率，同樣，達(dá)到充電末期的鈉硫電池，在此之后，直至放出一定量的電為止，無(wú)法用于補(bǔ) 償充電方向的變化功率。一方面，由于自然能源發(fā)電裝置的發(fā)電電力是變化的，因此電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置中 頻繁地重復(fù)電力的輸入或輸出，構(gòu)成電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置的鈉硫電池也連續(xù)地重復(fù)進(jìn)行充放 電。因此，在與自然能源發(fā)電裝置一起構(gòu)成互聯(lián)系統(tǒng)的鈉硫電池中，與適用于負(fù)載均衡系統(tǒng) 時(shí)相比，所述偏差容易變得更大，而且使更精確地進(jìn)行放電深度的管理變得更困難。在鈉硫電池使用時(shí)，如果實(shí)際放電深度和管理值之間產(chǎn)生偏差，就會(huì)引起以下問(wèn) 題，因而不適合，即當(dāng)實(shí)際放電深度和管理值之間產(chǎn)生偏差時(shí)，突然達(dá)到充電末期而不能 繼續(xù)充電，或突然達(dá)到放電末期而不能繼續(xù)放電，致使在補(bǔ)償自然能源發(fā)電裝置的輸出變 化過(guò)程中該補(bǔ)償被停掉。本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而做出的，其課題是提供一種在互聯(lián)系統(tǒng)中精確地管理鈉 硫電池的放電深度的方法，該互聯(lián)系統(tǒng)組合了其輸出變化的自然能源發(fā)電裝置和將鈉硫電 池作為構(gòu)成元件的電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置。此外，專利文獻(xiàn)2中提出了一種在大規(guī)?；ヂ?lián)系統(tǒng)中精確地控制鈉硫電池放電深 度的方法。所謂大規(guī)?；ヂ?lián)系統(tǒng)就是，組合了其輸出變化的發(fā)電裝置和具有多個(gè)(大容量) 鈉硫電池的電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置并向電力系統(tǒng)供給電力的系統(tǒng)。但是，例如，在向孤島或限定的一定區(qū)域的電力系統(tǒng)供給電力的小規(guī)模互聯(lián)系統(tǒng) 中，用多個(gè)控制單位設(shè)置鈉硫電池的方法從成本上考慮并不適合。因此，本發(fā)明的再一個(gè)課題是提供一種，在小規(guī)?；ヂ?lián)系統(tǒng)中也可以有效使用的 鈉硫電池放電深度的控制方法，該小規(guī)?；ヂ?lián)系統(tǒng)通過(guò)組合具有小額定容量鈉硫電池的電 力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置形成。重復(fù)研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)以天氣信息為基礎(chǔ)，將補(bǔ)正或再設(shè)定放電深度的時(shí)期規(guī)定 在一定期間內(nèi)，該放電深度是構(gòu)成電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置的鈉硫電池的放電深度，并且在該特 定時(shí)期內(nèi)補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池的放電深度，由此能夠解決所述課題。具體地，根據(jù)本發(fā)明 提供了以下方法。S卩，根據(jù)本發(fā)明提供一種鈉硫電池的控制方法，所述鈉硫電池在組合了其輸出變 化的發(fā)電裝置和電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置并向電力系統(tǒng)供給電力的互聯(lián)系統(tǒng)中，構(gòu)成電力儲(chǔ)藏補(bǔ) 償裝置且用于補(bǔ)償發(fā)電裝置的輸出變化，其中，基于天氣信息，將補(bǔ)正或再設(shè)定所述鈉硫電 池的放電深度的時(shí)期規(guī)定在一定期間內(nèi)，并在該時(shí)期內(nèi)補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池放電深度。本發(fā)明鈉硫電池的控制方法是特別適用于小規(guī)?；ヂ?lián)系統(tǒng)的方法，有時(shí)，電力儲(chǔ) 藏補(bǔ)償裝置(鈉硫電池)和被供電的電力系統(tǒng)都是小規(guī)模。所謂小規(guī)模鈉硫電池是指，例 如額定輸出在2麗以下，或1麗以下，進(jìn)一步在800kW以下的電池。另外，所謂電力系統(tǒng)一 般是指電力設(shè)備的組合體，由該詞能想到大規(guī)模的電力系統(tǒng)，但是本說(shuō)明書(shū)的電力系統(tǒng)，只要是傳送能量的裝置，也包括在孤島等中使用的、其發(fā)電裝置只由柴油機(jī)構(gòu)成的這樣小規(guī) 模電力系統(tǒng)。所謂天氣信息是指配設(shè)有該互聯(lián)系統(tǒng)的區(qū)域的天氣信息，當(dāng)其輸出變化的發(fā)電裝 置為風(fēng)力發(fā)電裝置時(shí)，相當(dāng)于風(fēng)速或風(fēng)向等信息，當(dāng)為太陽(yáng)光發(fā)電裝置時(shí)，相當(dāng)于陰晴(其 變化)或日照時(shí)間等信息。在本發(fā)明的鈉硫電池的控制方法中，優(yōu)選地，不僅基于天氣信息 而且還基于季節(jié)信息，將補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池放電深度的時(shí)期規(guī)定在一定期間內(nèi)。那是 因?yàn)?，例如太?yáng)能，其是隨季節(jié)變化的。本說(shuō)明書(shū)中，作為鈉硫電池的系列單元，將由一個(gè)控制系統(tǒng)控制的鈉硫電池作為1 系列，而不是由單電池、電池塊(block)、模塊(module)等的個(gè)數(shù)或輸出的大小來(lái)決定。當(dāng) 由鈉硫電池構(gòu)成電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置時(shí)，將由一個(gè)雙向轉(zhuǎn)換器控制下的鈉硫電池作為1系列 鈉硫電池來(lái)使用。本發(fā)明的鈉硫電池的控制方法中，優(yōu)選地，所述一定期間為1個(gè)月(一個(gè)月)以 內(nèi)。更有選地，所述一定期間為2周以內(nèi)，特別優(yōu)選地，所述一定期間為1周以內(nèi)。本發(fā)明的鈉硫電池的控制方法中，優(yōu)選地，為了迎接補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池的放 電深度的時(shí)期，通過(guò)將互聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值設(shè)定成高于以補(bǔ)償電力為目的時(shí)設(shè)定的輸出 目標(biāo)值，或?qū)⑩c硫電池的充放電目標(biāo)值設(shè)定成高于以補(bǔ)償電力為目的時(shí)設(shè)定的充放電目標(biāo) 值，引導(dǎo)鈉硫電池達(dá)到放電末期，并通過(guò)檢測(cè)放電末期，補(bǔ)正或再設(shè)定放電深度的管理值?；蛘呤牵瑑?yōu)選地，為了迎接補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池的放電深度的時(shí)期，通過(guò)將互聯(lián) 系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值設(shè)定成低于以補(bǔ)償電力為目的時(shí)設(shè)定的輸出目標(biāo)值，或?qū)⑩c硫電池的充 放電目標(biāo)值設(shè)定成低于以補(bǔ)償電力為目的時(shí)設(shè)定的充放電目標(biāo)值，引導(dǎo)鈉硫電池達(dá)到充電 末期，并通過(guò)檢測(cè)充電末期，補(bǔ)正或再設(shè)定放電深度的管理值。本發(fā)明的鈉硫電池的控制方法中，所謂以補(bǔ)償電力為目的時(shí)設(shè)定的輸出目標(biāo)值是 指，繼續(xù)補(bǔ)償(自然能源)發(fā)電裝置的輸出變化、使互聯(lián)系統(tǒng)的輸出恒定的充電功率或放電 功率的值。放電末期或充電末期的檢測(cè)能夠通過(guò)基于電池電壓的公知裝置來(lái)進(jìn)行。本說(shuō)明書(shū)中，提高鈉硫電池的充放電目標(biāo)值意味著向放電側(cè)進(jìn)行位移，降低意味 著向充電側(cè)位移?；ヂ?lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值和其輸出變化的發(fā)電裝置的輸出值之差會(huì)成為鈉 硫電池的放電目標(biāo)值或充電目標(biāo)值，因此在本發(fā)明中，使互聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值高于通常 的輸出目標(biāo)值、和使鈉硫電池的充放電目標(biāo)值高于通常的充放電目標(biāo)值是相同的意思；同 樣地，在本發(fā)明中，使互聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值低于通常的輸出目標(biāo)值低、和使鈉硫電池的充 放電目標(biāo)值高于通常的充放電目標(biāo)值是相同的意思。本發(fā)明的鈉硫電池的控制方法，適合適用于，所述輸出變化的發(fā)電裝置是使用自 風(fēng)力、太陽(yáng)光、地?zé)嶂械囊环N或兩種自然能源的自然能源發(fā)電裝置的情況。例如，當(dāng)其輸出變化的發(fā)電裝置為風(fēng)力發(fā)電裝置時(shí)，本發(fā)明的鈉硫電池的控制方 法為如下所述鈉硫電池在組合了風(fēng)力發(fā)電裝置和電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置向電力系統(tǒng)供給電力 的互聯(lián)系統(tǒng)中，構(gòu)成電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置且用于補(bǔ)償風(fēng)力發(fā)電裝置的輸出變化，其中，基于風(fēng) 速、風(fēng)向等信息，將補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池放電深度的時(shí)期規(guī)定在一定期間內(nèi)，并在該時(shí)期 內(nèi)補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池放電深度。本說(shuō)明書(shū)中所謂補(bǔ)正或再設(shè)定放電深度管理值是指消除實(shí)際放電深度和控制值
5之間的偏差。本說(shuō)明書(shū)中，雖然用放電深度管理值的補(bǔ)正或再設(shè)定來(lái)表示，但也可僅以補(bǔ) 正、再設(shè)定表示，其意相同。另外，如果能正確管理放電深度，則能知道剩余容量，因此在本 說(shuō)明書(shū)中，能夠用剩余容量來(lái)替換放電深度。本發(fā)明的鈉硫電池的控制方法，基于天氣信息，將補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池放電深 度的時(shí)期規(guī)定在一定期間內(nèi)，并在該時(shí)期內(nèi)補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池放電深度，因此能夠抑 制對(duì)互聯(lián)系統(tǒng)輸出的影響，同時(shí)消除鈉硫電池實(shí)際放電深度和控制值之間的偏差。由于能 夠定期補(bǔ)正或再設(shè)定放電深度，因此能夠精確地管理構(gòu)成電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置的鈉硫電池的 放電深度，從而不會(huì)產(chǎn)生如下問(wèn)題突然達(dá)到充電末期而不能繼續(xù)充電，或突然達(dá)到放電末 期而不能繼續(xù)放電，致使無(wú)法補(bǔ)償自然能源發(fā)電裝置的輸出變化。例如，其輸出變化的發(fā)電裝置為風(fēng)力發(fā)電裝置時(shí)，根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向等信息或根據(jù)需 要基于季節(jié)信息，如果預(yù)測(cè)到在(例如)1周以內(nèi)，會(huì)出現(xiàn)(例如)連續(xù)有強(qiáng)風(fēng)的時(shí)期、連續(xù) 無(wú)風(fēng)時(shí)期、及有穩(wěn)定風(fēng)速的風(fēng)的時(shí)期中的任一時(shí)期，就將該任一時(shí)期規(guī)定為補(bǔ)正或再設(shè)定 鈉硫電池的放電深度的時(shí)期。當(dāng)預(yù)測(cè)到連續(xù)有強(qiáng)風(fēng)的時(shí)期時(shí)，因?yàn)橛斜匾诖藭r(shí)期進(jìn)行充 電，在該時(shí)期到之前，為了迎接該時(shí)期，通過(guò)將互聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值設(shè)定成高于通常的輸 出目標(biāo)值，或?qū)⑩c硫電池的充放電目標(biāo)值設(shè)定成高于通常的充放電目標(biāo)值，引導(dǎo)鈉硫電池 達(dá)到放電末期，并通過(guò)檢測(cè)放電末期，補(bǔ)正或再設(shè)定所述放電深度管理值。當(dāng)預(yù)測(cè)到連續(xù)無(wú) 風(fēng)的時(shí)期時(shí)，因?yàn)橛斜匾诖藭r(shí)期進(jìn)行放電，在該時(shí)期到之前，為了迎接該時(shí)期，通過(guò)將互 聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值設(shè)定成低于通常的輸出目標(biāo)值，或?qū)⑩c硫電池的充放電目標(biāo)值設(shè)定成 低于通常的充放電目標(biāo)值，引導(dǎo)鈉硫電池達(dá)到充電末期，并通過(guò)檢測(cè)充電末期，補(bǔ)正或再設(shè) 定所述放電深度管理值。當(dāng)預(yù)測(cè)到有穩(wěn)定風(fēng)速的風(fēng)的時(shí)期時(shí)，通過(guò)檢測(cè)充電末期及放電末 期中的任一狀態(tài)就能夠?qū)Ψ烹娚疃裙芾碇颠M(jìn)行補(bǔ)正或再設(shè)定。而且，如果像這樣選擇放電 深度管理值的補(bǔ)正或再設(shè)定時(shí)期，則即使在該時(shí)期鈉硫電池達(dá)到充電末期及放電末期中任 一個(gè)狀態(tài)從而未能補(bǔ)償風(fēng)力發(fā)電裝置的輸出變化，也能夠抑制對(duì)互聯(lián)系統(tǒng)輸出的影響。若根據(jù)本發(fā)明的鈉硫電池的控制方法，則放電深度管理值一定會(huì)在一定期間內(nèi)對(duì) 被補(bǔ)正或再設(shè)定。從而，通過(guò)使用由本發(fā)明的鈉硫電池的控制方法所控制的鈉硫電池的電 力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置，能夠長(zhǎng)期地補(bǔ)償自然能源發(fā)電裝置的輸出變化，從而顯著提高互聯(lián)系統(tǒng) 長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。根據(jù)本發(fā)明的鈉硫電池的控制方法，由于能夠?qū)︹c硫電池進(jìn)行放電深度管理值的 補(bǔ)正或再設(shè)定，因此沒(méi)必要將鈉硫電池分成多個(gè)系列(控制系列)來(lái)設(shè)置，也沒(méi)必要設(shè)置備 用系列，因此能夠構(gòu)筑更廉價(jià)的電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置，從而即使對(duì)于小規(guī)?；ヂ?lián)系統(tǒng)在成本 方面較突出。本發(fā)明的鈉硫電池的控制方法，在組合發(fā)電裝置和電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置并向電力系 統(tǒng)供給電力的互聯(lián)系統(tǒng)中，作為對(duì)構(gòu)成電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置的鈉硫電池的控制方法來(lái)使用， 其中，所述發(fā)電裝置使用了風(fēng)力、太陽(yáng)光、地?zé)岬茸匀荒茉辞移漭敵鲎兓?br>

圖1是表示包括其輸出變化的發(fā)電裝置和電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置的互聯(lián)系統(tǒng)的一例 的系統(tǒng)構(gòu)成圖。圖2是用于說(shuō)明本發(fā)明的鈉硫電池的控制方法的圖表，并且是表示鈉硫電池的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間表的圖表。圖3是表示風(fēng)力發(fā)電裝置的輸出和互聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值的一例的圖表。圖4是表示風(fēng)力發(fā)電裝置的輸出和互聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值的一例的圖表，而且是 表示與圖3相比提高了互聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值的例子的圖表。附圖標(biāo)記說(shuō)明1電力系統(tǒng)3鈉硫電池4雙向轉(zhuǎn)換器5電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置7風(fēng)力發(fā)電裝置8互聯(lián)系統(tǒng)9變壓器41、42、43 功率表51a、51b互聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值曲線52風(fēng)力發(fā)電裝置的輸出曲線53充電側(cè)差分(互聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值(曲線)與風(fēng)力發(fā)電裝置的輸出(曲線) 之間的差分，也是鈉硫電池呈充電側(cè)的差分)54放電側(cè)差分(互聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值(曲線)與風(fēng)力發(fā)電裝置的輸出(曲線) 之間差分，鈉硫電池呈放電側(cè)的差分)
具體實(shí)施例方式以下，在適當(dāng)參照附圖的同時(shí)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不應(yīng)解釋 為被這些實(shí)施方案所限定。在不超出本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的普通 技術(shù)知識(shí)，可以對(duì)其進(jìn)行種種變更、修改、改良、替換。例如，雖然附圖表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施 方案，但是本發(fā)明并不被附圖表示的方案或附圖表示的信息所制限。經(jīng)實(shí)施和驗(yàn)證本發(fā)明， 雖然可以適用與本說(shuō)明書(shū)中記載的方法相同的方法或等同的方法，但是優(yōu)選方法為以下所 述的方法。首先，對(duì)互聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖1所示的系統(tǒng)構(gòu)成圖表示具備其輸出變化的發(fā)電 裝置及電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置的互聯(lián)系統(tǒng)的一例。圖1所示的互聯(lián)系統(tǒng)8具備將風(fēng)力轉(zhuǎn)為風(fēng) 車轉(zhuǎn)動(dòng)而使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電裝置7 (自然能源發(fā)電裝置)和電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置5。另 外，電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置5具有作為二次電池的鈉硫電池3，其能儲(chǔ)藏電力并將其輸出；具有 直流/交流轉(zhuǎn)換功能的雙向轉(zhuǎn)換器4 ；變壓器9。雙向轉(zhuǎn)換器4例如可以由斬波器(chopper) 和變換器(inverter)構(gòu)成，或者由變換器構(gòu)成?；ヂ?lián)系統(tǒng)8具備1系列風(fēng)力發(fā)電裝置7及 1系列鈉硫電池3 (電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置5)。一般在互聯(lián)系統(tǒng)中加有私人發(fā)電裝置作為發(fā)電裝置，還有作為負(fù)荷的鈉硫電池的 加熱器或其他輔助裝置，但在互聯(lián)系統(tǒng)8中將其省略。在本發(fā)明的鈉硫電池的控制方法中， 這些輔助裝置等的電力，可以視為包含于其輸出變化的發(fā)電裝置(風(fēng)力發(fā)電裝置7)所發(fā)的 電力中(增加或減少的功率)。在互聯(lián)系統(tǒng)8中，在電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置5中進(jìn)行鈉硫電池3的放電，用功率表42測(cè)定的功率Pn補(bǔ)償由風(fēng)力發(fā)電裝置7所發(fā)的功率(用功率表43測(cè)定的功率Pw)的輸出變 化。具體地，通過(guò)控制鈉硫電池3的放電(即功率？,)使互聯(lián)系統(tǒng)8整體輸出的功率滿足 (用功率表41測(cè)定的功率PT) Pt = PW+PN =恒定(PN = Pt-Pw)，從而使互聯(lián)系統(tǒng)8整體輸出 的功率Pt(也稱為總功率&)成為穩(wěn)定而質(zhì)量良好的功率，并將其供給于例如在配電變電站 和電力需要者之間的電力系統(tǒng)1。另外，在互聯(lián)系統(tǒng)8中，基于由風(fēng)力發(fā)電裝置7所發(fā)的功率Pw的輸出變化，在電 力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置5中進(jìn)行鈉硫電池3的充電。具體地，通過(guò)控制鈉硫電池3的充電(即功 率-Pn)，使由功率表42測(cè)定的功率Pn達(dá)到Pn = -Pw,從而消耗變化的功率Pw，能使互聯(lián)系統(tǒng) 8整體輸出的功率Pt有可能成為0。在鈉硫電池3進(jìn)行放電及充電的任意一種情況下，基于風(fēng)力發(fā)電裝置7的輸出 (功率Pw)，在電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置5中通過(guò)改變雙向轉(zhuǎn)換器4的控制目標(biāo)值使鈉硫電池3充 電或放電，以輸入或輸出用來(lái)補(bǔ)償風(fēng)力發(fā)電裝置7輸出的電力，從而吸收風(fēng)力發(fā)電裝置7的 輸出變化。其次，參照?qǐng)D2-圖4，對(duì)鈉硫電池3的控制方法進(jìn)行說(shuō)明。在此，對(duì)以下情況下的 鈉硫電池3的控制方法進(jìn)行說(shuō)明圖1所示的互聯(lián)系統(tǒng)8中，在保持與系統(tǒng)的交易功率Pt為 恒定，同時(shí)對(duì)鈉硫電池3進(jìn)行充放電，并且基于風(fēng)速、風(fēng)向等信息，當(dāng)預(yù)測(cè)為在1周以內(nèi)會(huì)出 現(xiàn)有風(fēng)速穩(wěn)定的風(fēng)的時(shí)期(圖2中期間C)時(shí)，在此時(shí)期對(duì)鈉硫電池3的放電深度進(jìn)行補(bǔ)正 或再設(shè)定。 圖2是用于說(shuō)明鈉硫電池3的控制方法的圖表，圖2表示鈉硫電池3的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 表。圖2中，橫軸為時(shí)間軸，表示有期間A、B、C、D。在圖2的縱軸上表示有鈉硫電池3的電 池電壓及放電深度、雙向轉(zhuǎn)換器4的控制動(dòng)作(充電方向或放電方向)。即，圖2是將電池 電壓、放電深度及雙向轉(zhuǎn)換器4的控制動(dòng)作在同一個(gè)時(shí)間軸上表示的圖表。而且，圖3及圖 4是表示將風(fēng)力發(fā)電裝置7的輸出、和由風(fēng)力發(fā)電裝置7和電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置5(鈉硫電池 3)構(gòu)成的互聯(lián)系統(tǒng)8的輸出目標(biāo)值的一例的圖表，圖3是期間A的圖表，圖4是期間B的圖 表。在圖3及圖4中分別表示，風(fēng)力發(fā)電裝置7的輸出曲線52和，同時(shí)期的由風(fēng)力發(fā) 電裝置7和電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置5 (鈉硫電池3)構(gòu)成的互聯(lián)系統(tǒng)8的輸出目標(biāo)值曲線51a、 51b。此外，在這些圖3及圖4中，為使容易理解輸出目標(biāo)值曲線51a、51b的不同，因而畫(huà)出 同一輸出曲線52，并且作為一例，圖4示出的輸出目標(biāo)值曲線51b是通過(guò)將圖3示出的輸出 目標(biāo)值曲線51a(使輸出變高(大))平行移動(dòng)得到的。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電裝置7的輸出比互聯(lián)系統(tǒng)8的輸出目標(biāo)值高時(shí)，鈉硫電池3進(jìn)行充電， 當(dāng)風(fēng)力發(fā)電裝置7的輸出比互聯(lián)系統(tǒng)8的輸出目標(biāo)值低時(shí)，鈉硫電池3進(jìn)行放電。通過(guò)該 鈉硫電池的充放電動(dòng)作來(lái)補(bǔ)償風(fēng)力發(fā)電裝置7的輸出變化。具體地，圖3及圖4中，互聯(lián)系統(tǒng)8的輸出目標(biāo)值曲線51a、51b與風(fēng)力發(fā)電裝置7 的輸出曲線52之間的差分(圖中的充電側(cè)差分53或放電側(cè)差分54)就是由鈉硫電池3進(jìn) 行的充電或放電的功率。將該功率值作為雙向轉(zhuǎn)換器4的控制目標(biāo)值(kW)重復(fù)鈉硫電池 3的充放電。隨著雙向轉(zhuǎn)換器4的控制目標(biāo)值的變化(也就是互聯(lián)系統(tǒng)8的輸出目標(biāo)值在 變)，鈉硫電池3隨雙向轉(zhuǎn)換器4的控制目標(biāo)值變化時(shí)，互聯(lián)系統(tǒng)8的輸出如互聯(lián)系統(tǒng)8的 輸出目標(biāo)值曲線51a、51b那樣緩慢變化，但是由于風(fēng)力發(fā)電裝置7的大的輸出變化被吸收，因此成為輸出更平滑穩(wěn)定的發(fā)電裝置?？刂柒c硫電池3，使其在期間A隨互聯(lián)系統(tǒng)8的輸出目標(biāo)值曲線51a進(jìn)行通常的充 放電操作。即，鈉硫電池3繼續(xù)補(bǔ)償風(fēng)力發(fā)電裝置7的輸出變化，為使互聯(lián)系統(tǒng)8的輸出恒 定，鈉硫電池3將其放電深度維持在中間附近(例如50% 士20% )的同時(shí)進(jìn)行充放電。而且，基于風(fēng)速、風(fēng)向等的信息或季節(jié)信息，預(yù)測(cè)為在1周以內(nèi)會(huì)出現(xiàn)有風(fēng)速穩(wěn)定 的風(fēng)的時(shí)期(期間C)時(shí)，為了迎接期間C而提高互聯(lián)系統(tǒng)8的輸出目標(biāo)值，以使電池在該 時(shí)期(期間C)處于放電末期。這就是鈉硫電池3在期間B的動(dòng)作。S卩，在期間B將輸出目 標(biāo)值從輸出目標(biāo)值曲線51a變更為輸出目標(biāo)值曲線51b。也就是，輸出目標(biāo)值曲線51b是基 于使鈉硫電池3在期間C開(kāi)始就達(dá)到放電末期的輸出目標(biāo)值的曲線。將輸出目標(biāo)值變更到 輸出目標(biāo)值曲線51b時(shí)，如圖4所示，互聯(lián)系統(tǒng)8的輸出目標(biāo)值曲線51b和風(fēng)力發(fā)電裝置7 的輸出曲線52之間的差分就只是放電側(cè)差分54，因此引導(dǎo)鈉硫電池3達(dá)到放電末期。在期間C 一旦檢測(cè)到放電末期，可以當(dāng)即補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池3的放電深度管 理值。而且，之后在期間D進(jìn)行充電，一定量的充電結(jié)束后，就返回通常的充放電操作(期 間A)。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明適合作為適用于小規(guī)?；ヂ?lián)系統(tǒng)的鈉硫電池的控制方法而使用。
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權(quán)利要求
1.一種鈉硫電池的控制方法，所述鈉硫電池在組合了其輸出變化的發(fā)電裝置和電力儲(chǔ) 藏補(bǔ)償裝置并向電力系統(tǒng)供給電力的互聯(lián)系統(tǒng)中，構(gòu)成所述電力儲(chǔ)藏補(bǔ)償裝置且用于補(bǔ)償 所述發(fā)電裝置的輸出變化，其中，基于天氣信息，將補(bǔ)正或再設(shè)定所述鈉硫電池的放電深度的時(shí)期規(guī)定在一定期間內(nèi)， 并在該時(shí)期內(nèi)補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池放電深度。
2.權(quán)利要求1所述的鈉硫電池的控制方法，所述一定期間為1個(gè)月以內(nèi)。
3.權(quán)利要求1或2所述的鈉硫電池的控制方法，為了迎接補(bǔ)正或再設(shè)定所述鈉硫電池 的放電深度的時(shí)期，通過(guò)將所述互聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值設(shè)定成高于以補(bǔ)償電力為目的時(shí)設(shè) 定的輸出目標(biāo)值，或?qū)⑺鲡c硫電池的充放電目標(biāo)值設(shè)定成高于以補(bǔ)償電力為目的時(shí)設(shè)定 的充放電目標(biāo)值，引導(dǎo)鈉硫電池達(dá)到放電末期，并通過(guò)檢測(cè)放電末期，補(bǔ)正或再設(shè)定所述放 電深度的管理值。
4.權(quán)利要求1或2所述的鈉硫電池的控制方法，為了迎接補(bǔ)正或再設(shè)定所述鈉硫電池 的放電深度的時(shí)期，通過(guò)將所述互聯(lián)系統(tǒng)的輸出目標(biāo)值設(shè)定成低于以補(bǔ)償電力為目的時(shí)設(shè) 定的輸出目標(biāo)值，或?qū)⑺鲡c硫電池的充放電目標(biāo)值設(shè)定成低于以補(bǔ)償電力為目的時(shí)設(shè)定 的充放電目標(biāo)值，引導(dǎo)鈉硫電池達(dá)到充電末期，并通過(guò)檢測(cè)充電末期，補(bǔ)正或再設(shè)定所述放 電深度的管理值。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鈉硫電池的控制方法，所述輸出變化的發(fā)電裝置是使用 風(fēng)力、太陽(yáng)光、地?zé)嶂械囊环N或兩種以上的自然能源的自然能源發(fā)電裝置。
全文摘要
一種鈉硫電池的控制方法，基于天氣信息，將補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池的放電深度的時(shí)期規(guī)定在一定期間內(nèi)，并在該時(shí)期內(nèi)補(bǔ)正或再設(shè)定鈉硫電池的放電深度。根據(jù)該鈉硫電池的控制方法，在小規(guī)?；ヂ?lián)系統(tǒng)中能夠更精確地控制鈉硫電池的放電深度。
文檔編號(hào)H02J3/32GK102144328SQ20098013463
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日
發(fā)明者平井直樹(shù) 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社