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福岡市與福岡SmartHouseConsortium于2011年3月17～18日針對正在福岡市進行試驗的智能住宅舉行了內覽會。該智能住宅的特點是，構筑了新型電源控制系統，組合使用太陽能發電及風力發電等發電源和蓄電池，并且可與系統電源的電力自動交換。內覽會上展示了多種使用情況，比如，讓系統電源的供電量保持為一定值，或者停止太陽能發電，讓系統電源和蓄電系統向負荷供電等。
具體系統構成為設置了本田Soltec制造的1kW額定輸出功率太陽能電池及ZEPHYR制造的1kW小型風力發電機來用于發電。蓄電系統則采用Baysun制造的1kWh鋰離子充電電池模塊(電壓48V)與電裝制造的2kWh鋰離子充電電池模塊(電壓288V)。
電源控制系統由AVAL長崎制造，由可與系統電源雙向交換電力的系統連接逆變器、電動汽車用逆變器、向住宅內負荷供電的逆變器、太陽能發電用DC-DC轉換器、風力發電用DC-DC轉換器，以及2個可與蓄電池雙向交換電力的DC-DC轉換器(電池增壓器)構成。
各裝置均配備數字控制電源，可數字處理并執行開關電源的電壓及電流控制。控制用MCU采用美國德州儀器的DSP“C2000系列(Piccolo)”。裝置間利用以380V為基準的直流(DC)總線連接，可根據各裝置相對于DC總線的電壓高低，自動控制電力。
使用多個模型庫設計電源
福岡SmartHouseConsortium在構筑自動電源控制系統時，采用了大量使用模擬的模型庫開發，而非原來反復嘗試開發法。該方法已應用于汽車行業以縮短開發時間，此次則進一步應用到了電源設計領域。
電源控制系統的開發連續使用了三個工具。首先是采用崇城大學能源電子研究所所長中原正俊開發的電源電路模擬工具“SCALE”，設計電源電路圖。其次，采用美國邁斯沃克(TheMathWorks)的“Simulink”，以電路圖為基礎制作控制部的模型，模擬驗證工作。隨后，制作實際的電源電路，以對控制邏輯進行驗證。采用了德國dSPACE的軟件“dSPACE原型系統”。該軟件可在采用模型庫設計的控制部安裝完成后，使其工作，因此可在短時間內進行電源設計。
利用氣象數據
在內覽會上，除自動電源控制系統以外，還公開了管理住宅內能源等的“HEMS(homeenergymanagementsystem)”的幾項關鍵技術(圖2)。比如，日本CSK演示了將IP進行封裝后向VHF頻帶電視信號波發送的“IPDC(IPdatacast)”。
隨著模擬電視停播時間的臨近，該公司正在推進利用空閑帶寬——VHF頻帶、基于IPDC的信息服務實證試驗。此次采用了從福岡塔發送的實際電波，除了在對講機畫面上顯示電器的召回信息以外，還演示了臺燈的開關控制等。另外，CSK與FM東京在2011年3月底之前進行的實驗均獲得了日本總務省的批準。
此外，與日本氣象的氣象數據聯動分四個階段控制LED照明，以及為蓄電系統計劃性充放電的現場演示也備受關注。該演示采用了智能住宅的模型。日本氣象能以方圓5公里為單位劃分日本全境，預測未來54小時每小時的太陽能發電量。通過這一預測，可構筑效率更高的能源系統。
來源：技術在線 |
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