CN104025418A - 能量管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，确保所需的电池剩余量，并且实现电力成本的最小化、电力需求的均衡化。本发明的能量管理系统具备：作为电力供给单元的充电架，对电动汽车(EV)供给电力；预约信息取得部106，在EV到达充电架之前，取得EV的在该充电架中的电力接受的预约信息；充电计划制作部107，根据预约信息来预测充电架中的电力需求，制作针对EV的充电计划；以及充电控制部108，根据充电计划，控制充电架中的针对EV的电力供给。

Description

能量管理系统

技术领域

本发明涉及用于实现具有充电架(Charging Stand)的设施的与电动汽车(Electric Vehicle：以下记为EV)的充电相伴的设施的电力成本的最小化、电力需求的均衡化的能量管理系统。

背景技术

以往，例如如专利文献1所记载那样，提出了一种电动车辆用充电装置，根据在EV到达充电架时所输入的充电时间以及希望结束时刻，计算充电开始时间以及充电结束时间，从而抑制与多台EV的充电相伴的电力需求的急剧增加。

另外，例如如专利文献2所记载那样，提出了一种电力供给控制装置，对车辆的车种、利用目的的每一个附加优先级，调整向与充电架连接着的车辆的电力供给量，从而控制EV的充电使得不超过可供给电力的上限。

专利文献1：日本特开2010-110044号公报

专利文献2：日本特开2010-110173号公报

发明内容

在专利文献1记载的电动车辆充电装置中存在如下课题：由于直至EV被连接到充电架为止无法取得新的充电预约的信息，所以无法掌握EV向充电架的连接预定，无法制作考虑了从此连接的EV的充电的充电计划。

在专利文献2记载的电力供给控制装置中存在如下课题：在优先级高的车辆多的情况下无法进行优先级低的车辆的充电，在利用时无法确保所需的电池剩余量。

本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于确保所需的电池剩余量，并且实现电力需求的均衡化。

本发明的能量管理系统的特征在于，具备：电力供给单元，向电动汽车供给电力；预约信息取得部，在所述电动汽车到达所述电力供给单元之前，取得所述电动汽车的在该电力供给单元中的电力接受的预约信息；充电计划制作部，根据所述预约信息，预测所述电力供给单元中的电力需求，制作针对所述电动汽车的充电计划；以及充电控制部，根据所述充电计划，控制所述电力供给单元中的针对所述电动汽车的电力供给。

根据本发明的能量管理系统，具备：电力供给单元，向电动汽车供给电力；预约信息取得部，在所述电动汽车到达所述电力供给单元之前，取得所述电动汽车的在该电力供给单元中的电力接受的预约信息；充电计划制作部，根据所述预约信息，预测所述电力供给单元中的电力需求，制作针对所述电动汽车的充电计划；以及充电控制部，根据所述充电计划，控制所述电力供给单元中的针对所述电动汽车的电力供给，由此，能够确保所需的电池剩余量，并且实现电力需求的均衡化。

本发明的目的、特征、方面以及优点通过以下的详细的说明和附图而会更加明确。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的能量管理系统的结构图。

图2是示出本发明的实施方式1的能量管理系统的充电计划制作部实施的充电计划的制作处理的流程图。

图3是示出使用本发明的实施方式1的充电指示信息和连接/解列状态而制作了的充电计划的图。

图4是示出使用本发明的实施方式1的充电指示信息、连接/解列状态、预约信息而制作了的充电计划的图。

图5是示出本发明的实施方式1的图3和图4的充电计划中所需的每个时间的充电电力量的图形的图。

图6是示出在本发明的实施方式1中考虑了预约信息的不可靠性的连接/解列预定时刻的图。

图7是本发明的实施方式2的能量管理系统的结构图。

图8是示出由本发明的实施方式2的EV倾向评价部制作的表示EV的倾向的直方图的图。

图9是本发明的实施方式3的能量管理系统的结构图。

图10是本发明的实施方式4的能量管理系统的结构图。

图11是本发明的实施方式5的能量管理系统的结构图。

图12是本发明的实施方式6的能量管理系统的结构图。

图13是示出在本发明的实施方式1中在预约信息中未包含解列预定时刻时的充电计划的图。

图14是示出在本发明的实施方式1中在预约信息中包含解列预定时刻时的充电计划的图。

图15是示出在本发明的实施方式1中考虑负的值的充电电力量而制作了的充电计划的图。

图16是本发明的实施方式1的图15的充电计划中所需的每个时间的电力量的图形。

图17是本发明的实施方式7的能量管理系统的结构图。

图18是示出本发明的实施方式7的充电计划修正部中的电力需求的校正方法的图。

图19是本发明的实施方式8的能量管理系统的结构图。

(符号说明)

101、101a、101b、101c、101d、101e、101f、101g：能量管理系统；102：预约管理部；103：连接/解列管理部；104：充电指示取得部；105：连接/解列取得部；106：预约信息取得部；107、107a、107b、107c：充电计划制作部；108、108a：充电控制部；109：EV实际结果管理部；110、110a：EV倾向评价部；111：道路状况管理部；112：道路状况取得部；113：充电特性管理部；114：充电特性取得部；115：电力测量部；116：电力需求预测部；117：实际结果管理部；118：充电计划修正部；119：优先级输入部。

具体实施方式

<实施方式1>

<结构>

图1是本发明的实施方式1的能量管理系统的结构图。本发明中的能量管理系统制作充电计划，管理具有作为电力供给单元的充电架的用户向EV进行的电力供给。充电计划是指，预定要充电的时间、场所、充电方法等。

此处，作为具有充电架的用户，设想了面向EV的充电站等，但也可以是具有多个充电架的住宅小区、办公大厦、工厂、旅店、车站、医院等。

首先，说明能量管理系统101。

包括：预约管理部102，管理来自EV的预约信息、向EV的充电指示；充电指示取得部104，从预约管理部102取得与充电指示有关的信息(充电指示信息)；预约信息取得部106，在EV到达充电架之前，从预约管理部102取得预约信息；连接/解列管理部103，管理EV针对充电架的连接状态、以及与充电架的连接解除状态(从电力体系统切断了发电设备等的解列状态)；连接/解列取得部105，从连接/解列管理部103取得与EV的连接/解列状态有关的信息(连接/解列信息)；充电计划制作部107，根据连接/解列信息、充电指示信息、预约信息，制作按照每个用户的目的的充电计划；以及充电控制部108，根据充电计划，经由充电架来控制向EV供给的电力量。

其中，也可以将预约管理部102以及连接/解列管理部103设为本发明的能量管理系统101的外部功能。

预约管理部102管理：在到达充电架之前由EV的利用者输入的例如连接预定时刻、解列预定时刻、到达时电池剩余量、所需充电量(最低确保充电量)等预约信息；以及在到达充电架时EV的利用者对充电架设定了的充电开始时刻、充电结束希望时刻、所需充电量等充电指示信息。

另外，连接预定时刻以及到达时电池剩余量既可以由利用者直接输入，也可以由EV中搭载的车辆导航系统来推测。

另外，在预约管理部102中，进行预约信息以及充电指示信息的、与预约了的EV的对应关联，将预约信息输入到预约信息取得部106，将充电指示信息输入到充电指示取得部104。

另外，关于预约了的EV的对应关联，既可以设为预约信息的连接预定时刻等与充电指示信息的充电开始时刻等在时间上最接近的方案，也可以使利用者从预约信息中选择。然后，预约信息取得部106接收在预约管理部102中管理着的预约信息。另外，充电指示取得部104接收在预约管理部102中管理着的充电指示信息。其中，接收信息的定时(timing)既可以是一定间隔，也可以是预约或设定了充电指示的时间点。

连接/解列管理部103在EV与充电架连接/解列了的情况下，管理与EV有关的信息(EV信息)、和该EV针对充电架的连接/解列时刻等信息。另外，EV信息是EV识别ID、利用者ID等用于确定EV的信息。

然后，连接/解列取得部105接收在连接/解列管理部103中管理着的连接/解列信息、即EV信息、连接/解列时刻等信息。其中，接收该信息的定时既可以是一定间隔，也可以是预约或设定了充电指示的时间点。

充电控制部108根据由充电计划制作部107所制作的充电计划，控制连接着的EV的充电电力量。

<动作>

图2是示出由充电计划制作部107实施的充电计划的制作处理的流程图。充电计划制作部107从充电指示取得部104接收充电指示信息，从预约信息取得部106接收预约信息，从连接/解列取得部105接收与所得到的连接/解列状态有关的信息，制作与用户的目的(电力成本的最小化、电力需求的均衡化、充电损失的最小化、来自电力公司、市政当局等外部机构的电力消耗的消除请求等)对应的EV的充电计划。

首先，分别接收时刻t至下一时间点t+Δt的预约信息、时刻t时间点的充电指示信息、时刻t时间点的连接/解列信息(步骤ST11、步骤ST12、步骤ST13)。接收各个信息的顺序不限于图2的流程图所示的顺序。

接下来，将时刻t至下一时间点t+Δt分割为周期Δt以下的周期Δs，计算周期Δs的EV的充电电力量，从而制作充电计划(步骤ST14)。

例如，在制作使充电架的电力成本最小化的充电计划的情况下，将EV(k)的时刻t+Δs×(i-1)至时刻t+Δs×i的充电电力量设为P(k，i)，通过式(1)来计算与时刻t+Δs×(i-1)至时刻t+Δs×i的EV的充电相伴的充电架的电力消耗量P(i)。另外，P(k，i)也可以是负的值(放电)。

[式1]

$P\left(i\right)=\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}P(k,i)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(1\right)$

另外，式(1)的n是EV数。

然后，通过求解将时刻t+Δs×(i-1)至时刻t+Δs×i的电力费用设为m(i)、将目的函数设为式(2)、将制约条件设为式(3)的最优化问题，从而制作电力成本成为最小的充电计划。

[式2]

$\min \underset{i=t}{\overset{t+\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&Sigma;}}}(m\left(i\right)\&times;P\left(i\right))\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(2\right)$

[式3]

$C_k\&le;C_{k0}+\underset{i=t}{\overset{t+\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&Sigma;}}}P(k,i)\&le;C_{\max }$

P_min≤P(i)≤P_max

S_min≤P(k，i)≤S_max    …(3)

C_ki＝C_k(i-1)+P(k，i)

C_min≤C_ki≤C_max

另外，式(3)的C_k是EV(k)的所需充电量、C_k0是EV(k)的连接时的电池剩余量、C_max是EV(k)的最大充电量。而且，P_min是最小电力消耗量、P_max是最大电力消耗量、S_min是EV的最大放电速度、S_max是EV的最大充电速度、C_ki是时刻t+Δs×i的EV的电池剩余量、C_k(i-1)是时刻t+Δs×(i-1)的EV的电池剩余量、C_min是EV的电池中蓄积了的电力的最小值、C_max是EV的电池中蓄积了的电力的最大值。另外，S_min也可以是负的值(最大放电速度)。

另外，例如，通过求解将目的函数设为式(4)的最优化问题，从而制作对电力需求进行均衡化的充电计划。

[式4]

$\begin{array}{c}\min \underset{i=t}{\overset{t+\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(P(k,i)-\stackrel{\&OverBar;}{P(k,i)})}^2\\ \stackrel{\&OverBar;}{P(k,i)}=\frac{\underset{i=t}{\overset{t+\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&Sigma;}}}P(k,i)}{\mathrm{\&Delta;t}}\end{array}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(4\right)$

图3是示出仅使用充电指示信息、连接/解列信息而制作了的充电计划的一个例子的图，图4是示出除了充电指示信息、连接/解列信息以外还使用预约信息而制作了的充电计划的一个例子的图。另外，各个纵轴表示各个EV的充电电力量，各个横轴表示时刻。白色的三角标志表示EV连接的开始时刻，涂黑的三角标志表示EV连接的解列时刻。另外，关于充电电力量，在纵向上示出其每个时间的量，在横向上示出进行充电的时刻。

另外，图5是对基于图3以及图4的计划的充电电力量进行图形化而得到的图。

在仅使用了充电指示信息、连接/解列信息的情况下，如图3所示，只能制定针对在计划制作时连接着的EV(例如在当前时刻与充电架连接着的EV1、EV2)的充电的充电计划。

因此，无法掌握之后需要短时间内的充电的EV(例如，在横向上短、且需要充电电力量的EV3、EV4)，如果想要在时间内满足EV的所需充电量，则电力量急剧增加。

另一方面，如图4那样，通过使用事先的预约信息而能够掌握EV的连接预定，所以即使在存在之后需要短时间内的充电的EV(例如，EV3、EV4)的情况下，也能够制作对充电所需的电力量进行了均衡化的充电计划。

如上述那样，如果使用事先的预约信息、即到达充电架之前的EV的预约信息来制作充电计划(图5所示的实线的图形)，则相比于仅使用充电指示信息、连接/解列信息来制作充电计划(图5所示的虚线的图形)的情况，能够进一步对充电所需的电力量进行均衡化。

另外，图13是示出在预约信息中未包含解列预定时刻时的充电计划的一个例子的图，图14是示出在预约信息中包含解列预定时刻时的充电计划的一个例子的图。另外，各个纵轴示出EV的充电电力量以及电力费用，横轴示出时刻。在图13以及图14中，电气费用被设定为前半部分高、后半部分低。

如图13所示，在预约信息中未包含解列预定时刻的情况下，直至EV2被连接为止不知道解列预定时刻，所以需要制定EV2在连接之后立即开始充电的充电计划。

因此，在对电力消耗量有制约的情况下，发生使已经制作了的EV1的充电计划(图13(a))提前的情况(图13(b))，导致制作在电力费用高的时间段进行充电的计划。在连接了EV2之后，即使得知充电时间有充分的时间而能够在电力费用便宜的时间段进行EV1的充电的情况下，也由于在连接了EV2的阶段中EV1的充电已经完成，所以产生无法在电力费用便宜的时间段进行EV1的充电这样的现象(图13(c))。

另一方面，在图14所示的情况下，在预约信息中包括解列预定时刻，所以在接收到预约信息的时间点，能够掌握EV2的充电时间充分而可在EV1的充电完成之后对EV2进行充电。因此，无需变更已经制作了的EV1的充电计划(图14(a))而制作EV2的充电计划(图14(b))，EV1、EV2都能够在电力费用便宜的时间段进行充电(图14(c))。

另外，图15是示出P(k，i)或者S_min能够取负的值(放电)时的充电计划的一个例子的图。另外，纵轴示出各个EV的充电电力量，横轴示出时刻。另外，图16是对与图15的充电相伴的电力消耗量和与无法取负的值(放电)时的充电相伴的电力消耗量进行图形化而得到的图。

如图15和图16所示，在同时需要进行多个EV的充电的情况下，从充电有余量的其他EV通过放电来供给电力，从而能够防止短时间的电力消耗量的增加，能够进行稳定的电力供给。

上述例子中所制作的充电计划是按照预约信息进行了EV的连接/解列的情况。但是，预约信息具有不可靠性，基于预约信息的连接/解列状态、和基于连接/解列信息的连接/解列状态未必一致。

因此，在本发明的充电计划制作部107中，能够制作考虑了预约信息所具有的不可靠性要素的充电计划。

具体而言，如图6所示，考虑针对各EV的连接预定时刻c_t、解列预定时刻d_t容许了±Δu的时间(容许连接预定时刻以及容许解列预定时刻)。然后，制作考虑了该区间的充电计划。纵轴示出各个EV，横轴示出时刻。

另外，在制作充电计划时，也可以根据区间中的正态分布，通过蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真来制作充电计划组，将从中最可靠的充电计划设为充电计划。另外，也可以把将容许时间最大的容许连接预定时刻c_t+Δu、容许解列预定时刻d_t‐Δu设为最差情形而制作出的充电计划设为充电计划。

通过上述那样的能量管理系统101，掌握将来的EV的连接/解列时刻，并且考虑预约信息这样的不可靠性要素，从而相比于不使用预约信息而制作出的充电计划，能够制作更遵照用户的目的的充电计划。由此，能够防止电力费用高的时间的电力消耗，另外即使在该时刻多个EV连接于充电架的情况下，也能够防止电力需求的急剧增加。

<效果>

根据本发明的实施方式，在能量管理系统中具备：作为电力供给单元的充电架，对电动汽车(EV)供给电力；预约信息取得部106，在EV到达充电架之前，取得EV在该充电架中的电力接受的预约信息；充电计划制作部107，根据预约信息，预测充电架中的电力需求，制作针对EV的充电计划；以及充电控制部108，根据充电计划，控制充电架中的针对EV的电力供给，从而能够预测考虑了从此连接的EV的将来的电力需求，所以能够实现向充电架的连接时刻不同的多台EV对于充电的电力需求的均衡化。

另外，能够预测考虑了从此连接的EV的将来的电力需求，所以为了设定优先级等而使特定的EV的充电优先，能够消除无法确保优先级低的EV的所需的电池剩余量等不合理情形。

另外，通过电力需求的均衡化，能够避免电力费用价高的时间，能够使充电设施的电力成本最小化。

另外，根据本发明的实施方式，在能量管理系统中，预约信息至少包括EV向作为电力供给单元的充电架的连接预定时刻以及从充电架的解列预定时刻，从而能够考虑从此连接的EV的连接预定时刻以及解列预定时刻来制作充电计划。

另外，通过在预约信息中还包括最低确保充电量，从而直至电动汽车的充电量达到最低确保充电量为止不作为充电量控制的对象而进行充电，所以能够防止在发生了EV的突然使用的情况下未充电这样的状况，能够提高对于EV的利用者的便利性。

另外，根据本发明的实施方式，在能量管理系统中，能够对EV的充电电力量指定负的值，从而在电力供需困窘的时间、电力费用高的时间，从充电量有余量的EV进行放电，由此能够抑制电力消耗量，能够实现电力成本的最小化、电力供给的均衡化。

另外，此时，通过以正的值的充电电力量或者负的值的充电电力量来控制连接着的所有EV，能够抑制EV的电池的充电或者放电所致的损失，所以能够对EV实现正确的充电，而且能够实现电力成本的最小化、电力供给的均衡化。

另外，根据本发明的实施方式，在能量管理系统中，充电计划制作部107根据从连接预定时刻偏移了规定时间的容许连接预定时刻、以及从解列预定时刻偏移了规定时间的容许解列预定时刻，制作充电计划，从而即使在从预约信息中的连接预定时刻以及解列预定时刻偏移了的时刻连接了EV那样的情况下，也能够制作高效的充电计划。

<实施方式2>

<结构>

图7是本发明的实施方式2的能量管理系统的结构图。在图1以及图7中所附加的相同的符号是指相同或者相当的结构，所以省略说明。

本发明中的能量管理系统101a除了在实施方式1中叙述的构成要素以外，还包括对连接/解列信息以及预约管理部102中储存了的数据进行管理的EV实际结果管理部109、和根据预约信息以及连接/解列信息来评价EV的倾向的EV倾向评价部110。

其中，也可以将EV实际结果管理部109设为本发明的能量管理系统101a的外部功能。

首先，说明EV实际结果管理部109。EV实际结果管理部109对在预约管理部102中储存了的数据(预约信息、充电指示信息)和在连接/解列管理部103中管理的连接/解列信息进行管理，将连接/解列预定时刻以及连接/解列时刻对应关联地进行储存。另外，在保存数据时，以包括连接/解列信息中的EV信息的EV识别ID、利用者识别ID、日期时间(星期)等的形式进行保存。

接下来，说明EV倾向评价部110。EV倾向评价部110根据在EV实际结果管理部109中储存了的数据，制作在制作充电计划时所使用的EV的倾向信息(EV倾向信息)。

具体而言，分别计算出在EV实际结果管理部109中储存着的EV的连接预定时刻与实际的连接时刻的偏移(连接时刻-连接预定时刻)、解列预定时刻与实际的解列时刻的偏移(解列时刻-解列预定时刻)，制作表示一定时刻间的频度的直方图。此处，直方图既可以是EV单位，但也可以是利用者单位、日期时间单位、星期单位、或者它们的组合。

而且，EV倾向评价部110将制作了的EV倾向信息输出到充电计划制作部107。

<动作>

图8是所制作的偏移的直方图的一个例子。图8(a)是按照利用者单位制作了的偏移的直方图，图8(b)是组合利用者和星期而制作了的直方图的一个例子的图。

在图8(a)中，能够掌握EV的每个利用者的倾向，所以能够在制作充电计划时，使用考虑了每个利用者的倾向的容许区间、该区间中的概率分布。

另外，如图8的(b)那样组合星期来考虑，从而不仅能够掌握每个利用者的倾向，而且还能够掌握利用者的每星期的倾向。

然后，在充电计划制作部107中，使用所制作的直方图来制作考虑了不可靠性的充电计划。另外，在充电计划的制作中，既可以使用基于从直方图得到的概率分布的蒙特卡罗仿真来求出最可靠的频度的时间差，也可以设想最差情形(例如，在图8(a)的情况下，连接预定时刻+40分钟、解列预定时刻‐30分钟)。

通过上述那样的能量管理系统101a，制作基于所储存的过去的EV的连接/解列预定时刻和实际的连接/解列时刻的各EV的倾向信息，制作利用了EV倾向信息的充电计划，从而能够抑制制作充电计划时的连接/解列时刻和实际的连接/解列时刻的误差。

<效果>

另外，根据本发明的实施方式，在能量管理系统中还具备：连接/解列取得部105，取得表示EV与作为电力供给单元的充电架的连接状态以及解列状态的连接/解列信息；以及EV倾向评价部110，使用连接预定时刻与由连接/解列信息表示的实际的连接时刻的差异、以及解列预定时刻与由连接/解列信息表示的实际的解列时刻的差异中的至少一方，评价EV的倾向，其中，充电计划制作部107根据EV倾向评价部110中的评价结果，制作充电计划，从而能够考虑预约信息的不可靠性，抑制制作充电计划时的连接/解列时刻与实际的连接/解列时刻的误差。

<实施方式3>

图9是本发明的实施方式3的能量管理系统的结构图。在图1、图7、图9的各自中所附加的相同的符号是指相同或者相当的结构，所以省略说明。

本发明中的能量管理系统101b除了在实施方式2中叙述的构成要素，还包括对EV的当前位置的道路状况进行管理的道路状况管理部111、以及取得与道路状况有关的信息(道路状况信息)的道路状况取得部112。

其中，也可以将道路状况管理部111设为本发明的能量管理系统101b的外部功能。另外，关于EV倾向评价部110a，只是连接关系不同，基本的动作等与实施方式2中的EV倾向评价部110相同。

首先，说明道路状况管理部111。道路状况管理部111接收从预约管理部102得到的充电架的预约信息，将预约了的EV的当前位置、针对从当前位置至充电架的路径的堵塞等道路状况作为道路状况信息进行管理。

接下来，说明道路状况取得部112。在道路状况取得部112中，接收在道路状况管理部111中保存着的EV的道路状况信息。然后，将道路状况信息输出到EV倾向评价部110a。

EV倾向评价部110a从道路状况取得部112接收所预约的EV的道路状况信息，预测EV的连接时刻来校正从预约信息取得部106得到的连接预定时刻。具体而言，在直至充电架为止的路径中发生了堵塞的情况下，设为存在从连接预定时刻延迟规定时间的倾向而进行校正。

其中，在连接时刻的预测中，使用与已有的车辆导航系统的到达预定时刻的预测手法同样的手法，所以EV倾向评价部110a也可以直接从搭载在EV上的车辆导航系统接收EV的连接预定时刻。

然后，在充电计划制作部107中，根据由EV倾向评价部110a制作了的EV倾向信息来制作充电计划。

通过上述那样的能量管理系统101b，除了基于所储存的过去的EV的连接/解列预定时刻和实际的连接/解列时刻的各EV的倾向信息以外，还考虑当前的道路状况，从而能够抑制制作充电计划时的连接预定时刻与实际的连接时刻的误差。因此，在发生了事故、天气的变化所致的堵塞的情况下，能够制作精度比使用过去的EV的实际结果值等而制作的充电计划更高的充电计划。

<效果>

根据本发明的实施方式，在能量管理系统中，还具备取得表示EV的当前位置周边的道路状况的道路状况信息的道路状况取得部112，充电计划制作部107根据道路状况信息来制作充电计划，从而即使在发生了事故、天气的变化所致的堵塞的情况下，也能够制作精度更高的充电计划。

<实施方式4>

图10是本发明的实施方式4的能量管理系统的结构图。在图1以及图10中所附加的相同的符号是指相同或者相当的结构，所以省略说明。

本发明中的能量管理系统101c除了在实施方式1中叙述的构成要素以外，还包括对每个EV的充电特性进行管理的充电特性管理部113、以及从充电特性管理部113取得与每个EV的电池的充电特性有关的信息(充电特性信息)的充电特性取得部114。

其中，也可以将充电特性管理部113设为本发明的能量管理系统101b的外部功能。

首先，说明充电特性管理部113。EV的电池容量随着反复充电而降低。另外，电池的充电效率(损失)根据从充电架供给的电力量而不同。因此，在充电特性管理部113中，将每个EV的电池的电池容量(可充电容量)、充电效率等充电特性作为充电特性信息进行管理。从各EV取得该充电特性信息。

接下来，说明充电特性取得部114。充电特性取得部114取得在充电特性管理部113中储存着的每个EV的电池的充电特性信息。然后，在充电计划制作部107a中，制作除了实施方式1的预约信息、充电指示信息、连接/解列信息以外还考虑了由充电特性取得部114得到的EV的电池的充电特性的充电计划。

具体而言，在制作考虑了充电效率的使电力成本最小化的充电计划的情况下，将各EV针对从充电架供给的电力量的充电损失设为l(k，i)，将实施方式1的式(1)变更为式(5)而求解最优化问题，从而制作充电计划。

[式5]

$P\left(k\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}(P(k,i)+I(k,i))\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(5\right)$

通过上述那样的能量管理系统101c，制作利用了EV的电池的充电特性的充电计划，从而能够制作抑制了与EV的充电相伴的损失的充电计划。

<效果>

根据本发明的实施方式，在能量管理系统中，还具备取得与EV的可充电容量以及EV的充电效率有关的充电特性信息的充电特性取得部114，充电计划制作部107根据充电特性信息，制作充电计划，从而能够抑制电池的充电损失所致的电力消耗量，而且能够制作适合于EV的充电计划。

<实施方式5>

图11是本发明的实施方式5的能量管理系统的结构图。在图1、图7、图11中所附加的相同的符号是指相同或者相当的结构，所以省略说明。

本发明中的能量管理系统101d除了在实施方式2中叙述的构成要素以外，还包括对用户具有的设施的电力消耗量进行测量的电力测量部115、以及预测电力需求的电力需求预测部116。

其中，也可以将电力测量部115以及电力需求预测部116设为本发明的能量管理系统101d的外部功能。另外，关于充电计划制作部107b，只是连接关系不同，基本的动作等与实施方式2中的充电计划制作部107相同。

首先，说明电力测量部115。电力测量部115以周期Δt来测量具备充电架的设施的电力消耗量，并储存数据。

接下来，说明电力需求预测部116。电力需求预测部116根据在电力测量部115中所保存的过去的设施的电力消耗量，预测将来的电力需求。

具体而言，制作从x时间前至当前时刻t为止的周期Δs的电力消耗量的直方图。然后，计算与设施中的直至过去的相同时刻为止的电力消耗量的直方图之间的类似度，取得类似度为阈值th以上的数据。根据所取得的数据，以周期Δs为单位，预测从当前时刻t至下一时间点t+Δt的电力需求。

另外，类似度的计算既可以是残差平方和，也可以是相关系数。另外，电力需求的预测值既可以使用类似度最高的数据，也可以使用具有一定以上的类似度的数据的平均值。

然后，在充电计划制作部107b中，制作除了由EV倾向评价部110所制作的EV倾向信息以外还考虑了由电力需求预测部116所预测的直至下一时间点t+Δt为止的设施的电力需求的充电计划。

具体而言，在制作考虑了设施的电力需求的使电力成本最小化的充电计划的情况下，将所预测的周期Δs单位的电力需求设为F(i)，将式(2)变更为式(6)而求解最优化问题，从而制作充电计划。

[式6]

$\min \underset{i=t}{\overset{t+\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&Sigma;}}}\{m\left(i\right)\&times;(P\left(i\right)+F\left(i\right))\}---\left(6\right)$

通过上述那样的能量管理系统101d，预测设施的电力需求，从而能够制定考虑了具有充电架的设施整体的电力需求的充电计划。由此，能够实现具有充电架的设施整体的电力成本的最小化、电力需求的均衡化。

<效果>

根据本发明的实施方式，在能量管理系统中，充电计划制作部107预测具有作为电力供给单元的充电架的设施整体的电力需求，制作充电计划，从而能够制定考虑了具有充电架的设施整体的电力需求的充电计划。

<实施方式6>

图12是本发明的实施方式6的能量管理系统的结构图。在图1、图7、图11、图12中所附加的相同的符号是指相同或者相当的结构，所以省略说明。

本发明中的能量管理系统101e除了在实施方式5中叙述了的构成要素以外，还包括向能量管理系统101e的运营者显示当前的状态的实际结果管理部117。另外，关于充电控制部108a，只是连接关系不同，基本的动作等与实施方式5中的充电控制部108相同。

首先，说明实际结果管理部117。实际结果管理部117取得连接/解列取得部105、预约信息取得部106、电力测量部115中所保存的数据，并进行管理使得能量管理系统101e的运营者能够确认过去的电力消耗量、EV的连接/解列时刻、预约信息等。

另外，运营者能够根据通过实际结果管理部117进行了确认的信息，向预约管理部102输出预约变更的协助请求，以使所预约的EV的利用者提前或者延后连接时刻、解列时刻。

另外，协助请求既可以由运营者直接发给EV的利用者，也可以使用如下系统：设定运营者侧将请求听从到何种程度、并自动地向EV的利用者发出协助请求。

但是，认为利用者如果通过接受协助请求而无益处，则不接受请求。因此，对接受了请求的利用者提供奖励积分。奖励积分也可以是环保积分那样的积分，但也可以并非是钱、或钱的等价物。

接下来，说明充电控制部108a。充电控制部108a除了根据由充电计划制作部107所制作的充电计划进行向EV的充电控制以外，还能够根据状况而由运营者直接进行充电控制。

通过上述那样的能量管理系统101e，即使所制作的充电计划与实际的状况不同，运营者通过直接进行充电控制、或能够对EV的利用者请求预约变更，从而能够进行电力消耗量的调整。

因此，即使在基于所制作的充电计划的电力消耗量和实际的电力消耗量的差变大了的情况下，也能够调整电力消耗量，对电力成本的最小化、电力需求进行均衡化，还能够灵活地对应于电力消耗的削减请求。

<效果>

根据本发明的实施方式，在能量管理系统中，还具备至少对预约信息、连接/解列信息、设施整体的电力需求进行管理的实际结果管理部117，充电计划制作部107根据来自实际结果管理部117的请求，变更充电计划，从而能够实现电力消耗量的调整，所以能够制作实现了电力成本的最小化、电力需求的均衡化的充电计划。

另外，实际结果管理部117进行充电控制、针对EV的利用者的预约变更的请求，从而能够实现电力消耗量的调整，所以不仅能够实现电力成本的最小化、电力需求的均衡化，而且还能够灵活地应对来自市政当局的电力消耗量的削减请求。

<实施方式7>

图17是本发明的实施方式7的能量管理系统的结构图。在图1、图7、图11以及图17中，相同的符号是指相同或者相当的部分，所以省略详细的说明。

本发明中的能量管理系统101f除了在实施方式5中叙述的构成要素以外，还具备修正根据从电力测量部115得到的设施整体的电力消耗量和从电力需求预测部116得到的电力需求的预测值而制作的充电计划的充电计划修正部118。

说明充电计划修正部118。充电计划修正部118在周期Δs(时刻t+Δs×(i-1)至时刻t+Δs×i)内，一边比较设施整体的电力消耗量的实际结果值与电力需求的预测值，一边修正充电计划。

图18是基于电力消耗量的电力需求的预测值的校正的一个例子。另外，纵轴表示设施整体的电力消耗量，横轴表示时刻。

首先，将周期Δs进一步分割为周期Δs’(周期Δs>周期Δs’)，从电力测量部115取得每个周期Δs’的电力消耗量的实际结果值。

接下来，计算该实际结果值与分割为周期Δs’的电力需求的预测值的误差。然后，对剩余时间的电力需求的预测值分配计算出的误差，校正预测值。其中，关于预测值的分配方法，既可以按照剩余时间而均等地分配(图18)，也可以随着时间的经过而使分配的量变少。

最后，根据校正了的电力需求的预测值，修正EV的充电计划。

通过上述那样的能量管理系统101f，即使电力需求的预测值与电力消耗量的实际结果值不同，通过按照细小的周期来计算与实际结果值之间的误差而修正充电计划，也能够调整周期Δs内的电力消耗量，所以能够正确地实现设施整体的电力成本的最小化、电力需求的均衡化。

<效果>

根据本发明的实施方式，在能量管理系统中，还具备修正根据从电力测量部115得到的设施整体的电力消耗量和从电力需求预测部116得到的电力需求的预测值而制作出的充电计划的充电计划修正部118，充电计划修正部118根据电力需求的预测值与实际的电力消耗量的差来校正预测值，并修正充电计划，从而能够调整电力消耗量，所以能够正确地实现设施整体的电力成本的最小化、电力需求的均衡化。

<实施方式8>

图19是本发明的实施方式8的能量管理系统的结构图。在图1、图7、图11、图12以及图19中相同的符号是指相同或者相当的部分，所以省略详细的说明。

本发明中的能量管理系统101g除了在实施方式5中叙述了的构成要素以外，还具备优先级输入部119，该优先级输入部119在充电计划制作部107c中制作充电计划的情况下，输入是使EV的充电优先、还是使设施整体的电力消耗量的削减(均衡化、峰值削减(peak cut))优先。其中，也可以将优先级输入部119设为本发明的能量管理系统101g的外部功能。

说明优先级输入部119。优先级输入部119保持用于由运营者指定优先级的输入画面，使得指定是制作使EV的充电优先的充电计划、还是制作使设施整体的电力消耗量的削减(均衡化、峰值削减)优先的充电计划。然后，将与由运营者指定了的优先级有关的信息送到充电计划制作部107c。另外，关于优先级的设定方法，既可以在全部时间中设定为相同的优先级，也可以使得能够针对每个周期Δs进行设定。

而且，充电计划制作部107c根据所设定的优先级，制作EV的充电计划。

通过上述那样的能量管理系统101g，能够设定充电计划制作时的优先级，所以能够制作与电力消耗的削减请求对应的充电计划、或能够以使在EV解列之前可靠地达到所需充电量的方式制作充电计划，能够实现与每个设施的利用目的对应的充电控制。

<效果>

根据本发明的实施方式，在能量管理系统中，还具备在制作充电计划的情况下输入是使EV的充电优先、还是使设施整体的电力消耗量的消除(均衡化、峰值削减)优先的优先级输入部，根据优先级来制作EV的充电计划，从而能够制作与电力消耗的消除请求对应的充电计划、或能够制作在EV解列之前可靠地达到所需充电量那样的充电计划，能够实现与每个设施的利用目的对应的充电控制。

另外，本发明能够在其发明的范围内，实现各实施方式的自由的组合、或者各实施方式的任意的构成要素的变形、或者各实施方式中的任意的构成要素的省略。

虽然详细说明了本发明，但上述说明只是在各个方面进行了例示，本发明不限于此。可以理解为不脱离本发明的范围而能够想到未例示的无数的变形例。

Claims (15)

1.一种能量管理系统，其特征在于，具备：

电力供给单元，向电动汽车供给电力；

预约信息取得部(106)，在所述电动汽车到达所述电力供给单元之前，取得所述电动汽车的在该电力供给单元中的电力接受的预约信息；

充电计划制作部(107)，根据所述预约信息，预测所述电力供给单元中的电力需求，制作针对所述电动汽车的充电计划；以及

充电控制部(108)，根据所述充电计划，控制所述电力供给单元中的针对所述电动汽车的电力供给。

2.根据权利要求1所述的能量管理系统，其特征在于，

所述预约信息至少包括所述电动汽车向所述电力供给单元的连接预定时刻以及所述电动汽车从所述电力供给单元的解列预定时刻。

3.根据权利要求2所述的能量管理系统，其特征在于，

所述充电计划制作部(107)根据从所述连接预定时刻偏移了规定时间的容许连接预定时刻以及从所述解列预定时刻偏移了规定时间的容许解列预定时刻，制作所述充电计划。

4.根据权利要求2所述的能量管理系统，其特征在于，还具备：

连接/解列取得部(103)，取得表示所述电动汽车与所述电力供给单元的连接状态以及解列状态的连接/解列信息；以及

电动汽车倾向评价部(110)，使用所述连接预定时刻与由所述连接/解列信息表示的实际的所述连接时刻的差异、以及所述解列预定时刻与由所述连接/解列信息表示的实际的所述解列时刻的差异中的至少一方，评价所述电动汽车的倾向，

所述充电计划制作部(107)根据所述电动汽车倾向评价部(110)中的评价结果，制作所述充电计划。

5.根据权利要求4所述的能量管理系统，其特征在于，

还具备道路状况取得部(112)，该道路状况取得部取得表示所述电动汽车的当前位置周边的道路状况的道路状况信息，

所述充电计划制作部(107)根据所述道路状况信息，制作所述充电计划。

6.根据权利要求1所述的能量管理系统，其特征在于，

还具备充电特性取得部(114)，该充电特性取得部取得与所述电动汽车的可充电容量以及所述电动汽车的充电效率有关的充电特性信息，

所述充电计划制作部(107a)根据所述充电特性信息，制作所述充电计划。

7.根据权利要求4所述的能量管理系统，其特征在于，

所述充电计划制作部(107b)预测具有所述电力供给单元的设施整体的电力需求，制作所述充电计划。

8.根据权利要求7所述的能量管理系统，其特征在于，

还具备实际结果管理部(117)，该实际结果管理部至少管理所述预约信息、所述连接/解列信息、所述设施整体的电力需求，

所述充电计划制作部(107b)根据来自所述实际结果管理部(117)的请求，变更所述充电计划。

9.根据权利要求2所述的能量管理系统，其特征在于，

所述预约信息还包括所述电动汽车的最低确保充电量，

所述充电计划制作部(107)以直至所述电动汽车的充电量达到所述最低确保充电量为止不作为控制的对象而进行充电的方式，制作所述充电计划。

10.根据权利要求2所述的能量管理系统，其特征在于，

所述充电计划制作部(107)制作包括负的充电电力量的控制的所述充电计划。

11.根据权利要求2所述的能量管理系统，其特征在于，

所述充电计划制作部(107)制作将与所述电力供给单元连接着的所有所述电动汽车控制为正的充电电力量或者负的充电电力量的所述充电计划。

12.根据权利要求2所述的能量管理系统，其特征在于，

还具备充电计划修正部(118)，该充电计划修正部根据所述电力供给单元中的电力需求的预测值与所述电力供给单元中的电力需求的最新的实际结果值的差异，修正所述充电计划。

13.根据权利要求4所述的能量管理系统，其特征在于，

所述充电计划制作部(107b)预测具有所述电力供给单元的设施整体的电力需求，以使设施整体的电力消耗量收敛于控制范围内的方式制作所述充电计划。

14.根据权利要求7所述的能量管理系统，其特征在于，

还具备优先级输入部(119)，该优先级输入部在所述充电计划中设定表示使所述电动汽车的充电和所述设施整体的电力消耗量的削减中的哪一个优先的优先级，

所述充电计划制作部(107b)根据所述优先级来制作所述充电计划。

15.根据权利要求14所述的能量管理系统，其特征在于，

关于使所述电动汽车的充电和所述设施整体的电力消耗量的削减中的哪一个优先，针对每个时间能设定所述优先级，

所述充电计划制作部(107b)根据针对每个时间设定的所述优先级，制作所述充电计划。