JP2014003778A - 蓄電池装置制御システム及び蓄電装置制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の蓄電池の動作を管理できるようにして、電力効率を高めること。
【解決手段】蓄電池制御装置１１０は、複数の蓄電装置１２０をグループとして管理しており、複数の蓄電装置１２０の設けられる所定の需要家１における電力需要を取得し、所定の需要家１における電力需要に基づいて、複数の蓄電装置１２０の充放電を制御するために使用可能な所定の制御情報を生成し、所定の制御情報を複数の蓄電装置１２０に送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電装置制御システム及び蓄電装置制御方法に関する。

近年では、電力系統に複数の蓄電池を接続する、いわゆるマイクログリッド等と呼ばれるシステムが提案されている。そのようなシステムとして、蓄電設備と自家発電設備を備えており、電力系統からの潮流を検出する潮流に応じて蓄電池の充電および放電を制御する技術が知られている（特許文献１）。

また、他の従来技術として、太陽光発電装置からの発電を系統側に売電するか、またはエネルギー蓄積装置に蓄積するかを、系統側に過去に発生した電圧抑制の状況に応じて切り替える技術も知られている（特許文献２）。

特開２００８−９９５２７号公報 特開２０１１−１７２３３４号公報

複数の蓄電装置が設置されている場合において、一方の蓄電装置での放電と他方の蓄電装置での充電とが、同時に同量だけ発生した場合を検討する。この場合、一方の蓄電装置から他方の蓄電装置に単に電力量が移動するだけのように見えるが、実際には、充電時、送電時、放電時のそれぞれにおいて、電力損失が発生する。例えば、直交変換時の損失、送電時の損失、交直変換時の損失、充電時に蓄電装置の内部抵抗で生じる損失である。これら電力損失の分だけエネルギーが無駄に消費されることになる。

さらに、上述した無駄な充放電は、蓄電装置の性能劣化の原因となり、寿命を縮める可能性がある。

本発明の目的は、電力系統に設けられた複数の蓄電装置間での無駄な充放電を抑制できるようにした蓄電装置制御システムおよび蓄電装置制御方法を提供することにある。本発明のさらなる目的は、グループ管理される複数の蓄電装置の充放電動作をグループ内で統一できるように管理できるようにした蓄電装置制御システムおよび蓄電装置制御方法を提供することにある。

上記課題を解決すべく、本発明に係る蓄電装置制御システムは、蓄電装置の作動を制御する蓄電装置制御システムであって、電力系統に接続される複数の蓄電装置と、複数の蓄電装置に通信可能に接続される蓄電池制御装置とを備え、蓄電池制御装置は、複数の蓄電装置をグループとして管理しており、複数の蓄電装置の設けられる所定の需要家における電力需要を取得し、所定の需要家における電力需要に基づいて、複数の蓄電装置の充放電を制御するために使用可能な所定の制御情報を生成し、所定の制御情報を複数の蓄電装置に送信する。

蓄電池制御装置は、複数の蓄電装置の充放電電力量を取得し、かつ、所定の需要家と電力系統との連系点における電力潮流データを取得し、充放電電力量と電力潮流データとに基づいて、所定の需要家における電力需要を推定することができる。

蓄電池制御装置は、充放電動作のモードを判別するために予め用意されるモード判別用閾値と、電力需要とを比較することで、複数の蓄電装置毎に充電モードまたは放電モードのいずれで動作すべきかを選択し、充電モードまたは放電モードのうち選択したモードを含む所定の制御情報を生成し、複数の蓄電装置に送信することもできる。

本発明の構成の少なくとも一部は、コンピュータプログラムまたはハードウェア回路として実現できるであろう。コンピュータプログラムは、例えば、インターネットのような通信媒体、ハードディスクまたはフラッシュメモリデバイスのような記録媒体を介して、配布することができる。

図１は、蓄電装置制御システムの全体構成図である。 図２は、蓄電装置の制御に使用する充放電制御情報を生成する処理のフローチャートである。 図３は、蓄電池モジュールの動作を示すフローチャートである。 図４は、第２実施例に係り、充放電動作を管理するためのテーブルの構成例を示す。 図５は、第３実施例に係り、充放電制御情報を生成する処理のフローチャートである。 図６は、第４実施例に係り、充放電制御情報を生成する処理のフローチャートである。 図７は、第５実施例に係り、蓄電池モジュールの動作を示すフローチャートである。 図８は、第６実施例に係り、蓄電装置制御システムの全体構成図である。 図９は、第７実施例に係り、蓄電装置制御システムの全体構成図である。 図１０は、第２実施例に係り、電力料金を管理するためのテーブルの構成例を示す。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態の蓄電装置制御システムは、以下に詳述するように、電力系統に接続される複数の蓄電池モジュール１２０（１）〜１２０（４）と、複数の蓄電池モジュール１２０（１）〜１２０（４）に通信可能に接続される蓄電池制御装置１１０とを備える。蓄電池制御装置１１０は、複数の蓄電池モジュール１２０（１）〜１２０（４）をグループとして管理している。蓄電池制御装置１１０は、複数の蓄電池モジュール１２０（１）〜１２０（４）の設けられる所定の需要家１における電力需要を取得し、需要家１における電力需要に基づいて、複数の蓄電池モジュール１２０（１）〜１２０（４）の充放電を制御するために使用可能な充放電制御情報を生成する。蓄電池制御装置１１０は、その充放電制御情報を各蓄電池モジュール１２０（１）〜１２０（４）に送信する。図中では、蓄電池を「ＶＴ」と、制御部を「ＣＴＬ」と、通信インターフェースを「Ｉ／Ｆ」と略記する場合がある。

図１〜図３を参照して第１実施例を説明する。図１は、所定の需要家１における低圧系統側の電力制御システムの構成を示す。

例えば、一般個人住宅、集合住宅、商業ビル、オフィスビル、工場などの需要家１は、蓄電池制御システム１０と、設備負荷２０と、分散電源３０とを備える。それら蓄電池制御システム１０、設備負荷２０および分散電源３０は、需要家内配線４２を介して低圧側電力系統４１に接続される。低圧側電力系統４１は、例えば柱上変圧器４０のような変圧器に接続されている。

需要家１は、その種類に応じて、少なくとも一つ以上の設備負荷２０を有する。例えば、住宅等の場合は、照明装置、空調装置、冷蔵庫、洗濯機、テレビジョン装置、音響装置、温水器などの設備負荷２０を有する。工場などの場合は、例えば工作機、電動モータ、ロボット、エレベータなどの設備負荷２０を有する。

需要家１は、「自家発電装置」としての分散電源３０を有することもできる。分散電源３０としては、例えば、太陽光発電装置、燃料電池、コージェネレーションシステム、ディーゼル自家発電装置などを挙げることができる。

需要家１は、蓄電池制御システム１０を有する。蓄電池制御システム１０は、低圧側系統４１に接続される複数の蓄電池モジュール１２０（１）〜１２０（４）と、それら蓄電池モジュール１２０（１）〜１２０（４）に通信ネットワークＣＮ１を介して接続される蓄電池制御装置１１０とを備える。

図中では、４個の蓄電池モジュール１２０（１）〜１２０（４）を示すが、２個、３個、または５個以上の蓄電池モジュールを需要家１が有する構成でもよい。特に区別しない場合、蓄電池モジュール１２０（１）〜１２０（４）を蓄電池モジュール１２０と呼ぶことにする。各蓄電池モジュール１２０は、例えば、通信部１２１と、蓄電池１２２と、充放電制御部１２３とを備える。

通信部（図中、Ｉ／Ｆ）１２１は、通信ネットワークＣＮ１を介して、蓄電池制御装置１１０と通信するための回路である。通信ネットワークＣＮ１は、各蓄電池モジュール１２０と蓄電池制御装置１１０とが通信するためのネットワークであり、例えば、無線通信ネットワーク、ＰＬＣ（Power Line Communications）、無線または有線のＬＡＮ（Local Area Network），ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）などのように構成される。

通信部１２１は、蓄電池制御装置１１０から通信ネットワークＣＮ１を介して、後述の充放電制御情報を受信する。通信部１２１は、受信した充放電制御情報を充放電制御部１２３に渡す。さらに、通信部１２１は、通信ネットワークＣＮ１を介して蓄電池制御装置１１０に、後述の充電残量（蓄電量）等を送信することもできる。

蓄電池１２２は、電極及び電解質を有するセルを複数個接続して構成される。蓄電池１２２は、例えば、リチウムイオン蓄電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ナトリウム・硫黄蓄電池から構成することができる。さらに、蓄電池モジュール１２０は、蓄電池１２２のほかに、電気二重槽コンデンサまたはリチウムイオンキャパシタ等の装置を備えてもよい。

充放電制御部１２３は、蓄電池１２２への充電、及び、蓄電池１２２からの放電を制御するための制御回路である。充放電制御部１２３は、例えば、インバータ回路とマイクロコンピュータ回路等を含んで構成することができる。

充電時に、充放電制御部１２３は、電力系統４１からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池１２２に充電する。放電時に、充放電制御部１２３は、蓄電池１２２の直流電力を交流電力に変換して、電力系統４１に供給する。

充放電制御部１２３は、蓄電池制御装置１１０から受信する充放電制御情報に従って、蓄電池１２２に充電または放電させる。充放電制御部１２３は、蓄電池１２２の蓄電量（現在の電池残量、ＳｏＣ（State of Charge））を管理している。充放電制御部１２３は、蓄電量を蓄電池制御装置１１０に定期的にまたは不定期に送信することができる。

蓄電池制御装置１１０の構成を説明する。蓄電池制御装置１１０は、需要家１の実際の電力需要を推定し、その推定した電力需要に基づいて蓄電池モジュール１２０の充放電動作を選択する。蓄電池制御装置１１０は、マイクロプロセッサ及びメモリを備えるコンピュータ装置として構成できる。

蓄電池制御装置１１０は、系統接続点電力計１３０に接続されている。系統接続点電力計１３０は、需要家１の配線と電力系統４１との接続点の電力値を測定し、蓄電池制御装置１１０に送信する。系統接続点電力計１３０として、電力会社が需要家１に設置する電力計（スマートメーターを含む）を用いてもよい。

蓄電池制御部１０１は、例えば、系統接続点電力受信部１１２と、蓄電池充放電電力量受信部（以下、充放電電力量受信部）１１１と、蓄電池充放電情報生成部（以下、充放電制御情報生成部）１１３とを備える。

系統接続点電力受信部１１２は、系統接続点電力計１０６で計測される系統接続点の電力値を取得する機能を持ち、取得した電力値を蓄電池充放電制御情報生成部１１３に送信する。

充放電電力量受信部１１１は、各蓄電池モジュール１２０から送信される、蓄電池１２２の充放電量をそれぞれ受信し、それらの合計値を計算して充放電制御情報生成部１１３に送信する。

充放電制御情報生成部１１３は、系統接続点電力受信部１１２から、系統連系点で計測された電力値を受信する。また、充放電制御情報生成部１１３は、充放電電力量受信部１１１から、各蓄電池モジュール１２０の蓄電池１２２の充放電量の合計値を受信する。そして、充放電制御情報生成部１１３は、それら電力値と充放電量の合計値とに基づいて充放電制御情報を生成し、各蓄電池モジュール１２０に送信する。

充放電制御情報は、蓄電池モジュール１２０による充放電制御の判断材料となる参考情報である。各蓄電池モジュール１２０は、充放電制御情報に従って蓄電池１２２の充放電動作を制御することができる。充放電制御情報に従って各蓄電池モジュール１２０を強制的に制御する構成としてもよい。

図２を参照して蓄電池制御装置１１０の処理を説明する。図２は、蓄電池制御装置１１０が充放電制御情報を生成して各蓄電池モジュール１２０に送信する処理を示す。

充放電電力量受信部１１１は、各蓄電池モジュール１２０の充放電電力量を取得する（Ｓ１０）。充放電電力量受信部１１１は、取得した各蓄電池モジュール１２０の充放電電力量の値を合計した蓄電池総電力値を、充放電制御情報生成部１１３に送信する。

なお、各蓄電池モジュール１２０の充放電電力量は、充電電力をマイナスの値、放電電力をプラスの値として取り扱う。充放電電力量を各蓄電池モジュール１２０から取得する方法としては、充放電電力量受信部１１１から、各蓄電池モジュール１２０に対して充放電電力量データの送信をリクエストする方式、または、蓄電池モジュール１２０が所定の時間間隔で充放電電力量を送信し、それを充放電電力量受信部１１１が受信する方式などがある。

系統接続点電力受信部１１２は、電力計１３０から系統接続点の電力測定値を取得し、取得した系統接続点電力を、充放電制御情報生成部１１３に送信する（Ｓ１１）。

ここで、系統４１から需要家１側に電力が供給される、いわゆる順潮流の場合をプラス値とし、これとは逆に、需要家１側から系統４１に電力が供給される、いわゆる逆潮流の場合をマイナス値として取り扱う。

充放電制御情報生成部１１３は、ステップＳ１０で取得した蓄電池総電力値と、ステップＳ１１で取得した系統接続点電力値との合計値を計算する（Ｓ１２）。この合計値は、需要家１が消費もしくは発電している実際の電力需要の値（電力値）である。

この実際の電力値を、本実施例では推定実需要と呼ぶことにする。推定実需要がプラス値の場合は、需要家１内の電力消費量が発電量を上回っており、電力が不足している状態であることを示す。推定実需要がマイナス値の場合は、需要家１内の発電量が消費量を上回っており、電力が余剰の状態を示す。推定実需要の値がゼロの場合は、需要家１内の電力消費量と発電量とが同量で、電力の需給が一致している状態を示す。

充放電制御情報生成部１１３は、推定実需要が０より大きいか判定する（Ｓ１３）。推定実需要が０よりも大きい場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１５に移る。推定実需要が０よりも大きくない場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１４に遷移する。

推定実需要が０よりも大きい場合は、需要家１内で電力が不足している（負荷がある）状態であるため、「放電モード」を選択する（Ｓ１５）。これに対し、推定実需要が０よりも大きくない場合は、需要家１内で電力が足りているか、もしくは電力が余っている状態であるため、「充電モード」を選択する（Ｓ１４）。

ここで放電モードとは、蓄電池１２２に放電を許可するモードである。充電モードとは、蓄電池１２２に充電を許可するモードである。さらに詳しくは、放電モードとは、蓄電池１２２に放電または何もしないことのみを許可し、充電を禁止するモードである。充電モードとは、蓄電池１２２に充電または何もしないことのみを許可し、放電を禁止するモードである。放電モードとは、充電を禁止するモードであると定義可能であり、充電モードとは、放電を禁止するモードであると定義可能である。

充放電制御情報生成部１１３は、ステップＳ１５、もしくはステップＳ１４で選択した充放電動作モードの値を含む充放電制御情報を、各蓄電池モジュール１２０に送信し、本処理を終了する（Ｓ１６）。

図３は、蓄電池モジュール１２０の動作を示すフローチャートである。本処理は、蓄電池モジュール１２０の充放電制御部１２３により実行されるが、理解の容易のために、動作の主体を蓄電池モジュール１２０として説明する。

蓄電池モジュール１２０は、蓄電池制御装置１１０から充放電制御情報を受信すると（Ｓ２０）、蓄電池１２２のＳｏＣを取得する（Ｓ２１）。

蓄電池モジュール１２０は、予め記憶している充放電動作管理テーブルＴ１０を参照して、充放電制御情報に指定されたモード値とＳｏＣとに基づいて、蓄電池１２２の動作を決定する（Ｓ２２）。

充放電動作管理テーブルＴ１０は、蓄電池１２２の充放電動作を決定するためのテーブルであり、例えば、モード欄Ｃ１０と、ＳｏＣ欄Ｃ１１と、動作欄Ｃ１２を備える。モード欄Ｃ１０は、充放電制御情報に示されているモードの値を記憶する。モード値には、充電モードまたは放電モードがある。ＳｏＣ欄Ｃ１１には、蓄電池１２２のＳｏＣが記憶される。動作欄Ｃ１２には、蓄電池１２２の動作が記憶される。蓄電池の動作には、充電、放電、何もしない（何もしない場合は「−」が設定される）がある。

充放電制御情報で充電モードが指定された場合において、ＳｏＣが所定値よりも高いならば、蓄電池１２２は何もしない。この場合、蓄電池１２２は十分な電気エネルギーを既に蓄えているため、充電する必要はない。また、充電モードが指定されているので、蓄電池１２２は放電が禁じられている。従って、充電モードが指定された場合において、ＳｏＣが所定値よりも高いときは、蓄電池１２２は充電も放電もしないで待機する。

充放電制御情報で充電モードが指定された場合において、ＳｏＣが所定値以下ならば、蓄電池１２２は充電動作を行う。充電モードでは充電が許可されており、かつ、蓄電池１２２には、十分な電気エネルギーが蓄積されていないためである。そこで、蓄電池モジュール１２０は、分散電源３０で発電された電力または系統４１からの電力を、蓄電池１２２に蓄える。

充放電制御情報で放電モードが指定された場合において、ＳｏＣが所定値よりも高いならば、蓄電池１２２は放電する。放電モードでは放電が許可されており、かつ、蓄電池１２２は十分な電気エネルギーを蓄えているためである。蓄電池１２２から放電された電力は、設備負荷２０に供給される。

充放電制御情報で放電モードが指定された場合において、ＳｏＣが所定値以下ならば、蓄電池１２２は充電も放電もしないで待機する。放電モードでは、放電が許可されているが、蓄電池１２２は十分な電気エネルギーを蓄えていないためである。

本実施例では、以上述べたように、蓄電池制御装置１１０は、需要家１の実需要を推定し、電力が余っている場合は充電モードを選択し、電力が足りない場合は放電モードを選択するように、充放電制御情報を生成する。そして、蓄電池制御装置１１０は、需要家１の電力の需給状態に応じて生成された充放電制御情報を、需要家１内の各蓄電池モジュール１２０に送信する。各蓄電池モジュール１２０は、蓄電池制御装置１１０から受信した充放電制御情報のモード値に従って、蓄電池１２２を作動させることができる。

充放電制御情報が「放電モード」を指定する場合、蓄電池１２２を充電中の蓄電池モジュール１２０は充電を停止する。従って、需要家１内には、放電中の蓄電池モジュール１２０と、充放電どちらもしていない蓄電池モジュール１２０だけになる。このため、共通の配線４２に接続された各蓄電池モジュール１２０間で、充電と放電とが同時に行われるという事態の発生を抑制できる。

充放電制御情報が「充電モード」を指定する場合、蓄電池１２２を放電中の蓄電池モジュール１２０は放電を停止するため、需要家１内には、充電中の蓄電池モジュール１２０と、充放電どちらもしていない蓄電池モジュール１２０だけになる。このため、共通の配線４２に接続された蓄電池モジュール１２０間で、充電と放電が同時に行われるという事態の発生を抑制できる。

従って、本実施例によれば、一方の蓄電池モジュール１２０から放電された電力が他方の蓄電池モジュール１２０に充電されるという無駄な電力移動の発生を抑制することができ、蓄電池モジュール１２０を有効に使用することができ、使い勝手が高まる。さらに、本実施例では、無駄な充放電を抑制できるため、蓄電池モジュール１２０の寿命が低下するのを抑制できる。

なお、本実施例では、充放電制御情報を生成する処理（図２）を、所定の周期で行う場合を説明した。これに代えて、蓄電池制御装置１１０は、各蓄電池モジュール１２０のいずれかで充放電電力量の値が変化した場合に、充放電制御情報の生成処理を行う構成としてもよい。

つまり、蓄電池制御装置１１０は、各蓄電池モジュール１２０が最後に送信した充放電電力量をメモリに記録しておく。そして、或る一つの蓄電池モジュール１２０が送信した充放電電力量を受信した場合、その受信をトリガにして、図２の処理を開始する。その処理に際して、或る一つの蓄電池モジュール１２０から受信した最新の充放電電力量と、それ以外の蓄電池モジュール１２０の充放電電力量（メモリに記憶された値）との合計値を蓄電池総電力として用いることができる。

このように構成すると、蓄電池モジュール１２０毎に処理周期が異なる場合でも、充放電制御情報を生成することができる。各蓄電池モジュール１２０は、それぞれ別々の周期で、充放電電力量を蓄電池制御装置１１０に送信する可能性がある。従って、各蓄電池モジュール１２０から受信した最後の充放電電力量を記憶するためのメモリを用い、各蓄電池モジュール１２０のうちいずれかが最新の充放電電力量を送信してきたタイミングで、充放電制御情報を生成する。

図４，図１０を参照して第２実施例を説明する。本実施例を含む以下の各実施例は、第１実施例の変形例に相当する。従って、第１実施例との差異を中心に説明する。本実施例では、電力料金も参考にして充放電動作を決定できるようにした。電気料金は、例えば、時間帯または季節などに応じて異なる値に設定される場合がある。本実施例では、説明の便宜上、時間帯毎に料金が設定され、料金が高い場合と、料金が低い場合に評価される例を挙げる。

図１０は、本実施例の蓄電池制御装置１１０で使用される電力料金管理テーブルＴ１００の例である。
電力料金管理テーブルＴ１００は、例えば、時間帯欄Ｃ１００と、料金欄Ｃ１１０と、評価欄Ｃ１２０を備える。時間帯欄Ｃ１００は、電力が消費される時間帯を記憶する。料金欄Ｃ１１０は、当該時間帯における電力料金単価を記憶する。評価欄Ｃ１２０には当該電力料金の評価結果を記憶する。
ここで評価結果が、料金が高い場合とは、電力料金が事前に決められた基準料金よりも高い状態である。同様に、料金が低い場合とは、電力料金が事前に決められた基準料金以下である状態である。したがって、Ｃ１００に示す時間帯料金において、たとえば前記基準料金を１５円／ｋＷｈとした場合の評価は、Ｃ１２０に示すようになる。

本実施例の蓄電池制御装置１１０では、充放電制御情報の送信処理（Ｓ１６）において、電力料金管理テーブルＴ１００を参照して充放電動作を決定する時刻の電力料金の評価を決定し、電力料金評価をモード値に付加して送信する。
以上の料金の評価は一例に過ぎず、高い場合、低い場合の２つの状態に区別する場合を述べたが、３つ以上の状態に区別して管理する構成でもよい。

図４は、本実施例の蓄電池モジュール１２０で使用される充放電動作管理テーブルＴ２０の例である。蓄電池モジュール１２０は、充放電制御情報で指定されるモード値と電力料金評価と、蓄電池１２２のＳｏＣと、に基づいて、蓄電池１２２の動作を決定することができる。

充放電動作管理テーブルＴ２０は、例えば、モード欄Ｃ２０と、ＳｏＣ欄Ｃ２１と、電気料金欄Ｃ２２と、動作欄Ｃ２３を備える。モード欄Ｃ２０は、充放電制御情報に示されているモードの値を記憶する。モード値には、充電モードまたは放電モードがある。

ＳｏＣ欄Ｃ２１には、蓄電池１２２のＳｏＣが記憶される。本実施例では、ＳｏＣを４つの状態に区別して管理する。第１の状態（Ｆ）は、蓄電池１２２に電気エネルギー（電力）が例えば８０％以上蓄えられた状態である。第２の状態（Ｈ）は、蓄電池１２２に電気エネルギーが例えば５０％以上〜８０％未満の範囲で蓄えられた状態である。第３の状態（Ｌ）は、蓄電池１２２に電気エネルギーが例えば５０％未満〜２０％以上蓄えられた状態である。第４の状態（Ｅ）は、蓄電池１２２に電気エネルギーが例えば２０％未満しか蓄えられていない状態である。以上の数値範囲は一例に過ぎず、上記の数値範囲に限定されない。４の状態に区別する場合を述べたが、３つ、または５つ以上の状態に区別して管理する構成でもよい。

電気料金評価欄Ｃ２２には、対応する料金の評価が記憶される。本実施例では、電気料金が高い場合と、低い場合の２つの状態に評価される。

動作欄Ｃ２３には、蓄電池１２２の動作が記憶される。蓄電池の動作には、充電、放電、何もしない（何もしない場合は「−」が設定される）がある。さらに、充電動作の場合、どこまで充電するかを指定することもできる。放電動作の場合も、どこまで放電させるかを指定することができる。図４中の「充電（Ｆまで）」とは、ＳｏＣが現在の状態から第１の状態（Ｆ）になるまで充電することを意味する。「放電（Ｅまで）」とは、ＳｏＣが現在の状態から第４の状態（Ｅ）まで放電することを意味する。

充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第１の状態（Ｆ）の場合は、電気料金の高低を問わずに、蓄電池１２２は充電も放電もせずに待機する。蓄電池１２２は、既に十分な電気エネルギーを蓄えているためである。

充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第２の状態（Ｈ）であり、かつ、電気料金が高い場合は、蓄電池１２２は何もせずに待機する。蓄電池１２２に充電は可能であるが、電気料金が高いため、充電を見送る。

充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第２の状態（Ｈ）であり、かつ、電気料金が低い場合は、蓄電池１２２は第１の状態（Ｆ）まで充電する。料金の安い電力をできるだけ多く蓄えておくことで、ユーザの経済的負担を軽減できる。

充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第３の状態（Ｌ）であり、かつ、電気料金が高い場合は、蓄電池１２２は何もせずに待機する。充電しようと思えば可能であるが、電気料金が高いため、充電を見送る。

充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第３の状態（Ｌ）であり、かつ、電気料金が安い場合、蓄電池１２２は、第１の状態（Ｆ）となるまで充電する。電気料金が安い電力をできるだけ多く蓄える。

充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第４の状態（Ｅ）であり、かつ、電気料金が高い場合は、第３の状態（Ｌ）になるまで蓄電池１２２に充電する。電気料金が高いため、必要最低限の電力だけを蓄える。

充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第４の状態（Ｅ）であり、かつ、電気料金が安い場合は、第１の状態（Ｆ）になるまで蓄電池１２２に充電する。電気料金が安い電力を可能な限り蓄えるためである。

放電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第１の状態（Ｆ）の場合は、電気料金の高低を問わずに、蓄電池１２２は、第４の状態（Ｅ）となるまで放電する。電気料金の高い間にできるだけ放電すれば、ユーザの経済的負担を軽減できる。高い料金の電気を使わずに済むためである。

放電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第２の状態（Ｈ）であり、かつ、電気料金が高い場合、蓄電池１２２は、第４の状態（Ｅ）となるまで放電する。上記同様、電気料金の高い間は、できるだけ系統から購入する電力量を少なくして、ユーザの経済的負担を軽減するためである。

放電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第２の状態（Ｈ）であり、かつ、電気料金が低い場合、蓄電池１２２は、何もせずに待機する。比較的十分な電気エネルギーを蓄えているので放電は可能であるが、電気料金が低いため、放電を見送る。電気料金の高い時間帯で放電する方が、ユーザにとって経済的メリットが高くなる。

放電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第３の状態（Ｌ）であり、かつ、電気料金が高い場合、蓄電池１２２は、第４の状態（Ｅ）まで放電する。電気料金の高い間にできるだけ放電して、ユーザの経済的負担を軽減するためである。

放電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第３の状態（Ｌ）であり、かつ、電気料金が安い場合、蓄電池１２２は、何もしない。上記と同様に、電気料金の安い時間帯に放電するよりも、電気料金の高い時間帯に放電する方がユーザにとって経済的メリットが高いためである。

放電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第４の状態（Ｅ）である場合、電気料金の高低を問わず、蓄電池１２２は何もしない。放電モードでは充電動作が禁止されており、かつ、蓄電池１２２の残量が殆ど残っていないためである。

このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施例では、各蓄電池モジュール１２０は、電気料金も考慮して蓄電池１２２の動作を決定することができるため、ユーザの使い勝手が向上する。

図５を参照して第３実施例を説明する。本実施例では、充電モードまたは放電モードのいずれかを選択するために使用するモード判別用閾値ＤＰに０以外の値を用いる。

図５は、本実施例による充放電制御情報の生成処理を示すフローチャートである。本処理では、推定実需要をモード判別用閾値ＤＰと比較する。モード判別用閾値ＤＰとして、例えば、需要家１の過去の実績値の移動平均値を用いることができる。

これにより、推定実需要が閾値ＤＰよりも大きい場合（Ｓ１３Ａ：Ｙｅｓ）、放電モードが選択され（Ｓ１５）、推定実需要が閾値ＤＰよりも大きくない場合（Ｓ１３Ａ：Ｎｏ）、充電モードが選択される（Ｓ１４）。

従って、本実施例によれば、需要家１が分散電源１を備えていない場合であっても、需要家の系統連系点の電力値を閾値ＤＰ付近に制御することができる。

第１実施例では、需要家１が分散電源を備えている場合を前提に述べたので、需要家１内の推定実需要が０より大きいか否かによって、モード値を選択している。しかし、分散電源３０を備えない需要家の場合は、余剰電力が発生しないため、蓄電池モジュール１２０は常時放電モードで運用されることになる。

そこで、本実施例では、充電モードと放電モードのいずれを選択するかを判別するための閾値ＤＰに０以外の値を設定することで、対応する。例えば、１０ｋＷｈ等のような、ある閾値を設定すると、蓄電池１２２の充放電によって、その閾値ＤＰに近い系統連系点電力となるように制御できる。好ましくは、閾値ＤＰとして、推定実需要の過去の実績値の移動平均値を用いれば、系統連系点の電力変動を緩和するような制御が可能である。

図６を参照して第４実施例を説明する。本実施例では、分散電源３０の発電量に応じて、モード判別用閾値ＤＰの値を制御する。

図６は、本実施例による充放電制御情報の生成処理を示すフローチャートである。充放電制御情報生成部１１３は、推定実需要を算出すると（Ｓ１２）、分散電源３０の発電量が発電量閾値Ｔｈを超えているか判定する（Ｓ１７）。図示は省略するが、蓄電池制御装置１１０は、分散電源３０の発電量を直接的または間接的に取得できるように構成されている。

分散電源３０の発電量が閾値Ｔｈを超えている場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、充放電制御情報生成部１１３は、モード判別用閾値ＤＰの値を０に設定する（Ｓ１８）。分散電源３０の発電量が閾値Ｔｈを超えていない場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、充放電制御情報生成部１１３は、モード判別用閾値ＤＰの値に、所定値Ｗ１（＞０）を設定する（Ｓ１９）。

このように構成される本実施例も前記第２実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施例では、分散電源３０の発電量が閾値Ｔｈを超えた場合は、モード判別用閾値ＤＰの値を０に設定し、分散電源３０の発電量が閾値Ｔｈを超えない場合は、モード判別用閾値ＤＰの値をＷ１に設定する。

従って、本実施例では、分散電源３０が設けられており、かつ、閾値Ｔｈを上回る発電をしている場合と、分散電源３０が設けられていないか、または、分散電源３０が十分に発電できない場合とで、蓄電池モジュール１２０に指示するモード値を変更できる。例えば、分散電源３０が太陽光発電装置または風力発電装置のように、天候に左右されやすい場合でも、適切に複数の蓄電池モジュール１２０を管理することができる。また、分散電源３０が燃料電池、コージェネレーションシステム、ディーゼル自家発電装置の場合でも、燃料切れ、故障などによって発電能力が低下または失われている場合にも、各蓄電池モジュール１２０を適切に管理することができる。

図７を参照して第５実施例を説明する。本実施例では、蓄電池モジュール１２０は、蓄電池制御装置１１０から受信する充放電制御情報に従うと事前に設定されている場合、その指示に従って蓄電池１２２の充放電動作を制御する。

図７は、蓄電池モジュール１２０の動作を示すフローチャートである。蓄電池モジュール１２０は、充放電制御情報を受信し（Ｓ２０）、蓄電池１２２のＳｏＣを取得した後（Ｓ２１）、充放電制御情報に従うことが設定されているか判定する（Ｓ２３）。

例えば、蓄電池モジュール１２０に設けられたスイッチを操作したり、コンピュータ端末を介して指示を与えたりすることで、充放電制御情報に従って充放電動作を決定するように設定することができる。

充放電制御情報に従うことが事前に設定されている場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、蓄電池モジュール１２０は、充放電制御情報に従って、蓄電池１２２の充放電動作を決定する（Ｓ２２）。そうではない場合（Ｓ２３：Ｎｏ）、ステップＳ２０に戻る。

このように構成される本実施例も第１実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、充放電制御情報に基づいて各蓄電池モジュール１２０の充放電動作を決定させることができるため、同一グループに属する複数の蓄電池モジュール１２０をより一層統一して管理することができる。なお、本実施例は、第１〜第４実施例、および後述する第６、第７実施例のいずれとも組み合わせることができる。

図８を参照して第６実施例を説明する。本実施例では、複数の需要家１Ａ、１Ｂがそれぞれ有する蓄電池モジュール１２０Ａ、１２０Ｂを同一グループとして管理し、充放電動作を制御できるようにした。

図８では、２つの需要家１Ａ、１Ｂを示すが、３つ以上の需要家にも対応できる。需要家１Ａは、例えば、設備負荷２０Ａと、分散電源３０Ａと、蓄電池モジュール１２０Ａと、スマートメータ１３０Ａを有する。スマートメータ１３０Ａとは、ここでは、少なくとも通信機能を備える電力計を意味する。他方の需要家１Ｂも、一方の需要家１Ａと同様に、設備負荷２０Ｂと、分散電源３０Ｂと、蓄電池モジュール１２０Ｂと、スマートメータ１３０Ｂを有する。

各需要家１Ａ、１Ｂは、低圧配電系統５２を介して柱上トランス５１に接続され、柱上トランス５１を介して高圧配電系統５０に接続される。各需要家１Ａ、１Ｂ内の構成は、図１に示す構成と同様である。蓄電池モジュール１２０Ａ、１２０Ｂは、通信ネットワークＣＮ３を介して、蓄電池制御装置６０に双方向通信可能に接続されている。スマートメータ１３０Ａ、１３０Ｂは、通信ネットワークＣＮ２を介して、蓄電池制御装置６０に接続されている。スマートメータ１３０Ａ、１３０Ｂは、需要家の使用電力量を蓄電池制御装置６０に送信する。通信ネットワークＣＮ２、ＣＮ３は、例えば、無線ＬＡＮ、ＰＬＣ、光通信、インターネット等で構成されてもよい。

蓄電池制御装置６０は、例えば、所定の地域の電力需給を管理するための電力管理システムに設けられるもので、蓄電池充放電電力受信部６１と、需要家電力受信部６２と、蓄電池充放電制御情報生成部６３とを備える。

蓄電池充放電電力受信部６１は、図１で述べた充放電電力量受信部１１１と同一の機能を有し、蓄電池総電力を計算し、蓄電池充放電制御情報生成部６３に送信する。

需要家電力受信部６２は、各需要家１Ａ、１Ｂに設置されたスマートメータ１３０Ａ、１３０Ｂから送信される、各需要家の使用電力を受信する。需要家電力受信部６２は、受信した各需要家の使用電力の合計値である需要家総電力を計算し、その値を蓄電池充放電制御情報生成部６３に送信する。

蓄電池充放電制御情報生成部６３は、需要家総電力から蓄電池総電力を引いた差分を、推定実需要として充放電制御情報を生成し、各蓄電池モジュール１２０に送信する。充放電制御情報の生成方法は、例えば第１実施例と同様である。

本実施例は、第１実施例と同様に、異なる需要家に設けられた各蓄電池モジュール１２０の充放電動作を制御する。これにより、本実施例では、グループ内の需要家間で、複数の蓄電池モジュールを適切に制御できる。

図９を参照して第７実施例を説明する。本実施例は、前記第６実施例と同様に、需要家間に分散する複数の蓄電池モジュール１２０Ａ、１２０Ｂをグループ化して、充放電動作を制御できる。前記第６実施例では、蓄電池制御装置６０は、需要家１Ａ、１Ｂに設けられるスマートメータ１３０Ａ、１３０Ｂから、需要家１Ａ、１Ｂの使用電力量を取得していた。これに対し、本実施例では、需要家１Ａ、１Ｂ内で実需要を算出し、その実需要を蓄電池制御装置７０に送信する。

図９と図８を比較すると、需要家１Ａからはスマートメータ１３０Ａが取り除かれており、実需要送信部１４０Ａが新たに設けられている。同様に、需要家１Ｂからもスマートメータ１３０Ｂが取り除かれており、実需要送信部１４０Ｂが設けられている。

実需要送信部１４０Ａ、１４０Ｂは、通信ネットワークＣＮ３を介して蓄電池制御装置７０内の需要家実需要受信部７１に、需要家１Ａ、１Ｂの実需要を送信する。ここで、実需要とは、需要家の使用電力から、該需要家の蓄電池モジュールの蓄電池充放電電力を引いた値である。

実需要送信部１４０Ａ、１４０Ｂは、蓄電池モジュール１２０Ａ、１２０Ｂから蓄電池充放電電力を受信し、さらに電力計ＰＭ（需要家１Ｂ側にのみ符号を付す）から使用電力を受信する。電力計ＰＭは、各需要家１Ａ、１Ｂの使用電力を計測して、計測した使用電力を実需要送信部１４０Ａ、１４０Ｂに送信する。

各蓄電池モジュール１２０Ａ、１２０Ｂは、蓄電池充放電電力を、蓄電池制御装置７０に送信するのではなく、各需要家１Ａ、１Ｂに設置された実需要送信部１４０Ａ、１４０Ｂに送信する点が、第６実施例と異なる。

蓄電池制御装置７０は、複数の需要家１Ａ、１Ｂに対して一つまたは複数設けられており、需要家実需要受信部７１と、蓄電池充放電制御情報送信部７２とを備える。

需要家実需要受信部７１は、実需要送信部１４０Ａ、１４０Ｂから送信される各需要家の実需要を受信する。需要家実需要受信部７１は、受信した各需要家の実需要を合計した総実需要を、蓄電池充放電制御情報送信部７２に送信する。

蓄電池充放電制御情報送信部７２は、第１実施例で述べた推定実需要の代わりに、総実需要を使用して、充放電制御情報を生成する。生成された充放電制御情報は、通信ネットワークＣＮ３を介して、各蓄電池モジュール１２０Ａ、１２０Ｂに送信される。

このように構成される本実施例も第６実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施例では、需要家１Ａ、１Ｂ内に実需要送信部１４０Ａ、１４０Ｂを設けるため、いわゆるスマートメータを備えていない環境下であっても、需要家内の蓄電池モジュールを制御可能である。

また、本実施例では、蓄電池制御装置７０は、実需要を各需要家１Ａ、１Ｂから取得できるため、実需要を推定する必要がない。従って、蓄電池制御装置７０の構成および制御処理を簡素化できる。これにより、多数の需要家に分散した蓄電池モジュールであっても、制御することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

本発明は、例えば、以下のようにコンピュータプログラムの発明として表現することもできる。
「電力系統に接続される複数の蓄電装置の作動をコンピュータを用いて制御するためのコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータが、
前記複数の蓄電装置をグループとして管理し、
前記複数の蓄電装置の設けられる所定の需要家における電力需要を取得し、
前記所定の需要家における電力需要に基づいて、前記複数の蓄電装置の充放電を制御するために使用可能な所定の制御情報を生成し、
前記所定の制御情報を前記複数の蓄電装置に送信する、
ように動作させるためのコンピュータプログラム。」

１，１Ａ，１Ｂ：需要家
１０：蓄電池制御システム
２０，２０Ａ，２０Ｂ：設備負荷
３０，３０Ａ，３０Ｂ：分散電源
６０，７０，１１０：蓄電池制御装置
１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ：蓄電池モジュール

Claims (13)

1. 蓄電装置の作動を制御する蓄電装置制御システムであって、
   電力系統に接続される複数の蓄電装置と、
   前記複数の蓄電装置に通信可能に接続される蓄電池制御装置とを備え、
   前記蓄電池制御装置は、
   前記複数の蓄電装置をグループとして管理しており、
   前記複数の蓄電装置の設けられる所定の需要家における電力需要を取得し、
   前記所定の需要家における電力需要に基づいて、前記複数の蓄電装置の充放電を制御するために使用可能な所定の制御情報を生成し、
   前記所定の制御情報を前記複数の蓄電装置に送信する、
   蓄電装置制御システム。
2. 前記蓄電池制御装置は、
   前記複数の蓄電装置の充放電電力量を取得し、かつ、
   前記所定の需要家と前記電力系統との連系点における電力潮流データを取得し、
   前記充放電電力量と前記電力潮流データとに基づいて、前記所定の需要家における前記電力需要を推定する、
   請求項１に記載の蓄電装置制御システム。
3. 前記蓄電池制御装置は、
   充放電動作のモードを判別するために予め用意されるモード判別用閾値と、前記電力需要とを比較することで、前記複数の蓄電装置毎に充電モードまたは放電モードのいずれで動作すべきかを選択し、
   前記充電モードまたは前記放電モードのうち選択したモードを含む前記所定の制御情報を生成し、前記複数の蓄電装置に送信する、
   請求項２に記載の蓄電装置制御システム。
4. 前記複数の蓄電装置は、前記蓄電池制御装置と通信するための通信部と、蓄電池と、前記蓄電池の充放電動作を制御するための充放電制御部とをそれぞれ備え、
   前記充放電制御部は、前記蓄電池制御装置から受信する前記所定の制御情報と、前記蓄電池の充電残量とに基づいて、前記蓄電池の充放電動作を制御する、
   請求項３に記載の蓄電装置制御システム。
5. 前記複数の蓄電装置のうち前記充電モードが選択された蓄電装置では、充電動作が許可されるようになっており、
   前記複数の蓄電装置のうち前記放電モードが選択された蓄電装置では、放電動作が許可される、
   請求項４に記載の蓄電装置制御システム。
6. 前記蓄電池制御装置は、
   前記充放電電力量と前記電力潮流データとの差分を、前記所定の需要家における前記電力需要として推定し、
   前記モード判別用閾値として、前記所定の需要家における過去の電力需要の実績値から得られる実績関連値を用いる、
   請求項５に記載の蓄電装置制御システム。
7. 前記所定の需要家は、自家発電装置を備えており、
   前記蓄電池制御装置は、前記自家発電装置の発電量に応じて、前記モード判別用閾値を選択する、
   請求項６に記載の蓄電装置制御システム。
8. 前記蓄電池制御装置は、
   前記発電量が予め設定される所定の発電量閾値を超えたか否か判定し、
   前記発電量が前記発電量閾値を超えたと判定した場合は、前記モード判別用閾値の値として第１の値を選択し、
   前記発電量が前記発電量閾値を超えていないと判定した場合は、前記第１の値よりも高く設定される前記実績関連値を選択する、
   請求項７に記載の蓄電装置制御システム。
9. 前記充放電制御部は、前記所定の制御情報に従って前記蓄電池の充放電動作を制御することが予め設定されている場合、前記所定の制御情報と前記蓄電池の充電残量とに基づいて、前記蓄電池の充放電動作を制御する、
   請求項１〜８のいずれかに記載の蓄電装置制御システム。
10. 前記所定の需要家は複数存在し、
    前記複数の蓄電装置は、それぞれ異なる所定の需要家に設けられている、
    請求項１〜８のいずれかに記載の蓄電装置制御システム。
11. 前記蓄電池制御装置は、前記複数の蓄電装置のそれぞれから、前記複数の蓄電装置の充放電電力量と前記所定の需要家における電力潮流データとの差分を、前記所定の需要家における前記電力需要として取得する、
    請求項１に記載の蓄電装置制御システム。
12. 前記充放電制御部は、前記蓄電池制御装置から受信する前記所定の制御情報と、前記蓄電池から取得する充電残量と、前記電力系統の電気料金に関する情報とに基づいて、前記蓄電池の充放電動作を制御する、
    請求項４に記載の蓄電装置制御システム。
13. 電力系統に接続される複数の蓄電装置の作動を蓄電池制御装置を用いて制御するための蓄電装置制御方法であって、
    前記蓄電池制御装置は、
    前記複数の蓄電装置をグループとして管理しており、
    前記複数の蓄電装置の設けられる所定の需要家における電力需要を取得し、
    前記所定の需要家における電力需要に基づいて、前記複数の蓄電装置の充放電を制御するために使用可能な所定の制御情報を生成し、
    前記所定の制御情報を前記複数の蓄電装置に送信する、
    蓄電装置制御方法。

Images