JP2014063576A - Storage battery management device, storage battery management method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池管理装置、蓄電池管理方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a storage battery management device, a storage battery management method, and a program.
地域の住宅や地域設備が備えるリチウムイオン電池などの蓄電池を地域全体において統括して制御しようという技術が提案されるようになってきている。
このような技術の一例として、地域において住宅や地域設備の間で送電又は受電するための共有低圧線を備え、地域内において余剰電力がある場合は地域蓄電池への余剰電力を蓄電し、余剰電力が減少した場合は地域蓄電池の蓄電電力を共有低圧線に送電するという電力融通システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
Technology has been proposed to control and control storage batteries such as lithium ion batteries provided in local houses and local facilities throughout the region.
As an example of such technology, there is a shared low voltage line for transmitting or receiving power between houses and local facilities in the area, and when there is surplus power in the area, the surplus power is stored in the local storage battery and surplus power is stored. When the battery power decreases, a power interchange system is known in which the stored power of a regional storage battery is transmitted to a shared low-voltage line (see, for example, Patent Document 1).
蓄電池は、使用経過に応じて劣化することが知られている。また、その劣化の進行の度合いは、蓄電池の温度環境や一定の単位時間あたりにおける充放電サイクル回数や保存時間などの運用条件に応じて異なってくる。このことは、蓄電池の主たる劣化要因が運用条件に応じて異なることを意味する。
このようなことを考慮すると、地域内の蓄電池を統括制御するにあたって、地域内の各蓄電池の劣化の進行ができるだけ抑えられるように運用できるようにすれば、蓄電池の長寿命化が図られて好ましい。
It is known that a storage battery deteriorates with use. Further, the degree of progress of the deterioration varies depending on the operating conditions such as the temperature environment of the storage battery, the number of charge / discharge cycles per unit time and the storage time. This means that the main deterioration factor of the storage battery varies depending on the operation conditions.
In consideration of such matters, it is preferable to extend the life of the storage battery if it can be operated so that the progress of deterioration of each storage battery in the area can be suppressed as much as possible in the overall control of the storage battery in the area. .
しかし、特許文献１の記載では、地域内の複数の蓄電池間で電力を融通させるための制御にとどまっている。したがって、特許文献１の技術によって、地域内の複数の蓄電池の劣化を抑制するように運転することは難しい。
However, in description of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、地域における複数の蓄電池の劣化を有効に抑制する運転制御を行えるようにすることを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at enabling it to perform the operation control which suppresses deterioration of the some storage battery in an area effectively.
上述した課題を解決するために、本発明の一態様としての蓄電池管理装置は、地域における複数の蓄電池について検出した所定の状態を示す状態情報を取得する状態情報取得部と、蓄電池の運用に関する履歴を示す運用履歴情報に基づいて、蓄電池の内部状態を推定するための基本モデルと前記基本モデルに蓄電池の劣化機能を与える劣化モデルとにしたがって、前記複数の蓄電池の所定の状態を推定するモデル部と、前記複数の蓄電池のうち、前記状態情報取得部により取得された状態情報が示す所定の状態と前記モデル部により推定された所定の状態とが、想定外の劣化要因による劣化の発生に応じた一定以上の乖離を示している蓄電池があるか否かについて判定する乖離判定部と、蓄電池の劣化要因ごとに運用条件が対応付けられた劣化要因データベースを記憶する劣化要因データベース記憶部と、前記状態情報取得部により取得された状態情報が示す所定の状態と前記モデル部により推定された所定の状態とが前記一定以上の乖離を示している蓄電池があると前記乖離判定部により判定された場合に、前記運用履歴情報を前記劣化要因データベースと照合することにより、前記一定以上の乖離を示している蓄電池の劣化要因を推定する劣化要因推定部と、前記劣化要因推定部により推定された劣化要因による劣化が抑制されるように、前記複数の蓄電池の運転を制御する劣化抑制制御部とを備える。 In order to solve the above-described problems, a storage battery management device according to an aspect of the present invention includes a state information acquisition unit that acquires state information indicating a predetermined state detected for a plurality of storage batteries in a region, and a history regarding operation of the storage battery. A model unit for estimating a predetermined state of the plurality of storage batteries according to a basic model for estimating an internal state of the storage battery and a deterioration model for giving a deterioration function of the storage battery to the basic model based on operation history information indicating And the predetermined state indicated by the state information acquired by the state information acquisition unit and the predetermined state estimated by the model unit among the plurality of storage batteries according to occurrence of deterioration due to an unexpected deterioration factor A deviation determination unit that determines whether or not there is a storage battery that shows a certain deviation or more, and an inferior operation condition associated with each deterioration factor of the storage battery The deterioration factor database storage unit that stores the factor database, the predetermined state indicated by the state information acquired by the state information acquisition unit, and the predetermined state estimated by the model unit indicate a certain difference or more. A deterioration factor estimation unit that estimates a deterioration factor of a storage battery that shows a certain deviation or more by comparing the operation history information with the deterioration factor database when the deviation determination unit determines that there is a storage battery. And a degradation suppression control unit that controls the operation of the plurality of storage batteries so that degradation due to the degradation factor estimated by the degradation factor estimation unit is suppressed.
また、本発明の一態様としての蓄電池管理方法は、地域における複数の蓄電池について検出した所定の状態を示す状態情報を取得する状態情報取得ステップと、蓄電池の運用に関する履歴を示す運用履歴情報に基づいて、蓄電池の内部状態を推定するための基本モデルと前記基本モデルに蓄電池の劣化機能を与える劣化モデルとにしたがって、前記複数の蓄電池の所定の状態を推定するモデルステップと、前記複数の蓄電池のうち、前記状態情報取得ステップにより取得された状態情報が示す所定の状態と前記モデルステップにより推定された所定の状態とが、想定外の劣化要因による劣化の発生に応じた一定以上の乖離を示している蓄電池があるか否かについて判定する乖離判定ステップと、前記状態情報取得ステップにより取得された状態情報が示す所定の状態と前記モデルステップにより推定された所定の状態とが前記一定以上の乖離を示している蓄電池があると前記乖離判定ステップにより判定された場合に、前記運用履歴情報を蓄電池の劣化要因ごとに運用条件が対応付けられた劣化要因データベースと照合することにより、前記一定以上の乖離を示している蓄電池の劣化要因を推定する劣化要因推定ステップと、前記劣化要因推定ステップにより推定された劣化要因による劣化が抑制されるように、前記複数の蓄電池の運転を制御する劣化抑制制御ステップとを備える。 Moreover, the storage battery management method as one aspect of the present invention is based on a state information acquisition step for acquiring state information indicating a predetermined state detected for a plurality of storage batteries in a region, and operation history information indicating a history regarding operation of the storage battery. A model step for estimating a predetermined state of the plurality of storage batteries according to a basic model for estimating an internal state of the storage battery and a deterioration model for giving a deterioration function of the storage battery to the basic model; Among these, the predetermined state indicated by the state information acquired by the state information acquisition step and the predetermined state estimated by the model step indicate a certain difference or more depending on the occurrence of deterioration due to an unexpected deterioration factor. The state acquired by the divergence determination step for determining whether or not there is a storage battery, and the state information acquisition step When it is determined in the divergence determination step that there is a storage battery in which the predetermined state indicated by the information and the predetermined state estimated by the model step indicate the predetermined difference or more, the operation history information is stored in the storage battery. It is estimated by a deterioration factor estimation step for estimating a deterioration factor of the storage battery showing a deviation of a certain level or more by comparing with a deterioration factor database in which operation conditions are associated with each deterioration factor, and the deterioration factor estimation step. A deterioration suppressing control step for controlling the operation of the plurality of storage batteries so that deterioration due to the deterioration factor is suppressed.
また、本発明の一態様としてのプログラムは、コンピュータに、地域における複数の蓄電池について検出した所定の状態を示す状態情報を取得する状態情報取得ステップと、蓄電池の運用に関する履歴を示す運用履歴情報に基づいて、蓄電池の内部状態を推定するための基本モデルと前記基本モデルに蓄電池の劣化機能を与える劣化モデルとにしたがって、前記複数の蓄電池の所定の状態を推定するモデルステップと、前記複数の蓄電池のうち、前記状態情報取得ステップにより取得された状態情報が示す所定の状態と前記モデルステップにより推定された所定の状態とが、想定外の劣化要因による劣化の発生に応じた一定以上の乖離を示している蓄電池があるか否かについて判定する乖離判定ステップと、前記状態情報取得ステップにより取得された状態情報が示す所定の状態と前記モデルステップにより推定された所定の状態とが前記一定以上の乖離を示している蓄電池があると前記乖離判定ステップにより判定された場合に、前記運用履歴情報を蓄電池の劣化要因ごとに運用条件が対応付けられた劣化要因データベースと照合することにより、前記一定以上の乖離を示している蓄電池の劣化要因を推定する劣化要因推定ステップと、前記劣化要因推定ステップにより推定された劣化要因による劣化が抑制されるように、前記複数の蓄電池の運転を制御する劣化抑制制御ステップとを実行させるためのものである。 The program as one aspect of the present invention includes a state information acquisition step for acquiring state information indicating a predetermined state detected for a plurality of storage batteries in a region, and an operation history information indicating a history regarding the operation of the storage battery. Based on a basic model for estimating an internal state of the storage battery and a deterioration model for giving a deterioration function of the storage battery to the basic model, a model step for estimating a predetermined state of the plurality of storage batteries, and the plurality of storage batteries Among the above, the predetermined state indicated by the state information acquired by the state information acquisition step and the predetermined state estimated by the model step differ by a certain amount or more according to the occurrence of deterioration due to an unexpected deterioration factor. The deviation determination step for determining whether or not there is a storage battery shown, and the state information acquisition step When the deviation determination step determines that there is a storage battery in which the predetermined state indicated by the obtained state information and the predetermined state estimated by the model step indicate the predetermined deviation or more, the operation history A deterioration factor estimation step for estimating a deterioration factor of the storage battery showing a deviation of the predetermined level or more by collating information with a deterioration factor database in which operation conditions are associated with each deterioration factor of the storage battery, and the deterioration factor estimation And a deterioration suppression control step for controlling the operation of the plurality of storage batteries so that deterioration due to the deterioration factor estimated by the step is suppressed.
以上説明したように、本発明によれば、地域における複数の蓄電池の劣化を有効に抑制する運転制御を行えるようになるという効果が得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to perform operation control that effectively suppresses deterioration of a plurality of storage batteries in a region.
［電力管理システムの構成例］
図１は、本発明の実施形態における電力管理システムの構成例を示している。この図に示す電力管理システムは、例えば或る一定範囲の地域における複数の施設１００と、電力管理装置２００とを備えて構成される。複数の施設１００と電力管理装置２００とはネットワークＮＷで通信可能に接続される。
施設１００は、例えば住宅、商業施設、産業施設、公共施設などのうちのいずれかである。
[Configuration example of power management system]
FIG. 1 shows a configuration example of a power management system in an embodiment of the present invention. The power management system shown in this figure includes, for example, a plurality of
The
電力管理装置２００は、地域における複数の施設１００において使用される電力を管理する。
そのうえで、本実施形態における電力管理装置２００は、施設１００ごとに備えられる蓄電池を管理する蓄電池管理装置２００Ａとしての機能を備える。蓄電池管理装置２００Ａは、地域における複数の蓄電池の劣化が抑制されるように運転制御（劣化抑制制御）を行う。
なお、このようなエネルギー管理システムは、例えばＴＥＭＳ（Town Energy Management System）やＣＥＭＳ（Community Energy Management System）などといわれるものに対応する。
The
In addition, the
In addition, such an energy management system respond | corresponds to what is called TEMS (Town Energy Management System), CEMS (Community Energy Management System), etc., for example.
［施設における電力系統の構成例］
図２は、施設１００における電力系統の構成例を示している。この図に示す施設１００においては、太陽電池１０１、パワーコンディショナ（PCS：Power Conditioning System）１０２、蓄電池１０３、インバータ１０４、電力経路切替部１０５、負荷１０６及び施設内電力管理装置１０７を備える。
[Example of power system configuration at the facility]
FIG. 2 shows a configuration example of the power system in the
太陽電池１０１は、光起電力効果により光エネルギーを電力に変換する電力発生装置(太陽光発電装置)である。太陽電池１０１は、例えば施設１００の屋根などのように太陽光を効率的に受けられる場所に設置されることで、太陽光を電力に変換する。
パワーコンディショナ１０２は、太陽電池１０１から出力される直流の電力を交流に変換する。
The
The
蓄電池１０３は、充電のために入力される電力を蓄積し、また、蓄積した電力を放電して出力する。この蓄電池１０３には、例えばリチウムイオン電池などを採用することができる。
The
インバータ１０４は、複数の蓄電池１０３ごとに対応して備えられるもので、蓄電池１０３に充電するための電力の交流直流変換または蓄電池１０３から放電により出力される電力の直流交流変換を行う。つまり、蓄電池１０３が入出力する電力の双方向変換を行う。
具体的に、蓄電池１０３に対する充電時には、商用電源ＡＣまたはパワーコンディショナ１０２から電力経路切替部１０５を介して充電のための交流の電力がインバータ１０４に供給される。インバータ１０４は、このように供給される交流の電力を直流に変換し、蓄電池１０３に供給する。
また、蓄電池１０３の放電時には、蓄電池１０３から直流の電力が出力される。インバータ１０４は、このように蓄電池１０３から出力される直流の電力を交流に変換して電力経路切替部１０５に供給する。
The
Specifically, when charging the
Further, when the
電力経路切替部１０５は、施設内電力管理装置１０７の制御に応じて電力経路の切り替えを行う。上記の制御に応じて、電力経路切替部１０５は、施設１００において、商用電源ＡＣを負荷１０６に供給するように電力経路を形成することができる。
The power
また、電力経路切替部１０５は、施設１００において、太陽電池１０１により発生された電力をパワーコンディショナ１０２から負荷１０６に供給するように電力経路を形成することができる。
また、電力経路切替部１０５は、施設１００において、商用電源ＡＣと太陽電池１０１の一方または両方から供給される電力をインバータ１０４経由で蓄電池１０３に充電するように電力経路を形成することができる。
また、電力経路切替部１０５は、施設１００において、蓄電池１０３から放電により出力させた電力を、インバータ１０４経由で負荷１０６に供給するように電力経路を形成することができる。
In addition, the power
Further, the power
In addition, the power
負荷１０６は、施設１００において自己が動作するために電力を消費する機器や設備などを一括して示したものである。
The
施設内電力管理装置１０７は、施設１００における電力を管理する。このために、施設内電力管理装置１０７は、施設１００における電気設備（太陽電池１０１、パワーコンディショナ１０２、蓄電池１０３、インバータ１０４、電力経路切替部１０５、負荷１０６のすべてまたは一部）を制御する。
The facility
図２には、蓄電池１０３の劣化抑制制御に関連する施設内電力管理装置１０７の構成例が示されている。
この図に示す施設内電力管理装置１０７は、制御部１１１、状態検出部１１２、運用履歴情報記憶部１１３および通信部１１４を備える。
制御部１１１は、同じ施設１００における電力管理のために、太陽電池１０１、パワーコンディショナ（PCS：Power Conditioning System）１０２、蓄電池１０３、インバータ１０４、電力経路切替部１０５、負荷１０６を制御する。
FIG. 2 shows a configuration example of the in-facility
The facility
The
状態検出部１１２は、同じ施設１００における蓄電池１０３についての所定の状態を検出する。状態検出部１１２は、所定の状態として、例えば、蓄電池１０３の蓄電容量（満充電時の蓄電量）、蓄電池１０３の内部抵抗（インピーダンス）などを検出することができる。
あるいは、状態検出部１１２は、充電容量や内部抵抗のほかに、蓄電池１０３の充放電曲線特性（一定電流による充電、放電を行った場合の電圧変化を示す特性）、蓄電池１０３の温度、蓄電池１０３の外形変化などであってもよい。また、状態検出部１１２は、これらの状態のうちの２以上を組み合わせて検出してもよい。
The
Alternatively, the
運用履歴情報記憶部１１３は、運用履歴情報を記憶する。運用履歴情報は、同じ施設１００における蓄電池１０３の運用に関する履歴を示す。例えば、運用履歴情報は、これまでの蓄電池１０３の運用において行われた充電、放電に関する各種の履歴を含む。
制御部１１１は運用履歴情報を管理する。例えば制御部１１１は、蓄電池１０３が運用される状態を監視することにより、その運用実績から運用履歴情報を生成する。制御部１１１は、上記のように生成した運用履歴情報を運用履歴情報記憶部１１３に記憶させる。
通信部１１４は、ネットワークＮＷを経由して電力管理装置２００と通信を実行する。
The operation history
The
The
状態検出部１１２により検出された蓄電池１０３の所定の状態を示す状態情報は、例えば制御部１１１の制御によって、通信部１１４から電力管理装置２００に対して送信される。また、運用履歴情報記憶部１１３に記憶される運用履歴情報も、制御部１１１の制御によって通信部１１４から電力管理装置２００に対して送信される。
The state information indicating the predetermined state of the
［電力管理装置の構成例］
図３は、電力管理装置２００における蓄電池管理装置２００Ａの構成例を示している。この図に示す蓄電池管理装置２００Ａは状態情報取得部２０１、運用履歴情報取得部２０２、モデルデータ記憶部２０３、モデル部２０４、乖離判定部２０５、劣化要因推定部２０６、劣化要因データベース記憶部２０７、劣化抑制制御部２０８、モデル変更部２１０、蓄電池情報生成部２１１、情報出力部２１２及び通信部２１３を備える。
[Configuration example of power management device]
FIG. 3 shows a configuration example of the storage
状態情報取得部２０１は、各施設１００の施設内電力管理装置１０７から状態情報を取得する。
施設内電力管理装置１０７は、例えば一定時間ごとのタイミングで、あるいは、状態情報取得部２０１の要求に応答して状態情報を送信する。このように送信された状態情報は、通信部２１３にて受信される。状態情報取得部２０１は、通信部２１３により受信された状態情報を取得する。
The state
The in-facility
運用履歴情報取得部２０２は、各施設１００の施設内電力管理装置１０７から運用履歴情報を取得する。
施設内電力管理装置１０７は、例えば一定時間ごとのタイミングで、あるいは、運用履歴情報取得部２０２の要求に応答して運用履歴情報を送信する。このように送信された運用履歴情報は、通信部２１３にて受信される。運用履歴情報取得部２０２は、通信部２１３により受信された運用履歴情報を取得する。
The operation history
The in-facility
モデルデータ記憶部２０３は、各施設１００の蓄電池１０３ごとに対応する基本モデルデータ及び劣化モデルデータを記憶する。
図４は、モデルデータ記憶部２０３の記憶内容として、１つの蓄電池１０３に対応する記憶内容例を示している。
この図に示すように、モデルデータ記憶部２０３は、蓄電池１０３ごとに対応して、基本モデルデータ３０１と劣化モデルデータ３０２を記憶する。
The model
FIG. 4 shows an example of stored contents corresponding to one
As shown in this figure, the model
基本モデルデータ３０１は、蓄電池１０３の内部状態を推定するための基本モデルを示すデータである。
劣化モデルデータ３０２は、基本モデルに蓄電池の劣化機能を与える劣化モデルを示すデータである。
The
The
また、本実施形態におけるモデルデータ記憶部２０３は、同じ図４に示すように、劣化モデルデータ３０２として、サイクル劣化モデルデータ３１１と保存劣化モデルデータ３１２を記憶する。
サイクル劣化モデルデータ３１１は、サイクル劣化としての劣化機能を基本モデルに与えるデータである。サイクル劣化は、例えば充放電サイクルを繰り返すことによる蓄電池１０３の劣化であり、充放電サイクルの回数に依存する。
保存劣化モデルデータ３１２は、保存劣化としての劣化機能を基本モデルに与えるデータである。保存劣化は、例えば蓄電状態の蓄電池に発生する劣化であり、蓄電池１０３の充電が完了してから放電を開始するまでの保存時間に依存する。
Also, the model
The cycle
The storage
図３において、モデル部２０４は、運用履歴情報取得部２０２が取得した運用履歴情報に基づいて、基本モデルと劣化モデルとにしたがって各施設１００の蓄電池１０３ごとの所定の状態を推定する。
この際、モデル部２０４は、モデルデータ記憶部２０３に記憶される蓄電池１０３ごとの基本モデルデータ３０１と劣化モデルデータ３０２（サイクル劣化モデルデータ３１１、保存劣化モデルデータ３１２）とを読み出す。そして、モデル部２０４は、蓄電池１０３ごとに読み出した基本モデルデータ３０１、サイクル劣化モデルデータ３１１、保存劣化モデルデータ３１２のそれぞれが示す基本モデル、サイクル劣化モデル、保存劣化モデルにしたがって、蓄電池１０３ごとの所定の状態を推定する。この際、モデル部２０４は、運用履歴情報に基づくことにより、現在における所定の状態を蓄電池１０３ごとに推定する。
なお、モデル部２０４が推定する所定の状態は、状態検出部１１２が検出する状態に対応したものであればよい。例えば、状態検出部１１２が蓄電容量を検出するのであれば、モデル部２０４も蓄電容量を推定すればよい。
In FIG. 3, the
At this time, the
Note that the predetermined state estimated by the
乖離判定部２０５は、複数の蓄電池１０３のうち、状態情報取得部２０１により取得された状態情報が示す所定の状態とモデル部２０４により推定された所定の状態とが、劣化モデルでは想定外の劣化要因による劣化の発生に応じた一定以上の乖離を示している蓄電池１０３があるか否かについて判定する。
具体例として、乖離判定部２０５は、蓄電池１０３ごとに応じて、状態情報が示す所定の状態と、モデル部２０４により推定された所定の状態との差が一定以上であるか否かについて判定すればよい。あるいは、乖離判定部２０５は、蓄電池１０３ごとに応じて、状態情報が示す所定の状態に対するモデル部２０４により推定された所定の状態の乖離率が一定以上であるか否かについて判定すればよい。
なお、以降において、状態情報が示す蓄電池１０３の所定の状態については実状態といい、モデル部２０４により推定された蓄電池１０３の所定の状態については推定状態という。
The
As a specific example, the
Hereinafter, the predetermined state of the
劣化要因推定部２０６は、実状態と推定状態とが一定以上の乖離を示している蓄電池１０３があると乖離判定部２０５により判定された場合に、その蓄電池１０３の劣化要因を推定する。この際、劣化要因推定部２０６は、運用履歴情報取得部２０２により取得された運用履歴情報を、劣化要因データベース記憶部２０７に記憶される劣化要因データベースと照合する。
The degradation
劣化要因データベース記憶部２０７は、劣化要因データベースを記憶する。
図５は、劣化要因データベース記憶部２０７が記憶する劣化要因データベース４００の内容例を示している。
劣化要因データベース４００は、蓄電池の劣化要因ごとに運用条件が対応付けられている。運用条件は、対応の劣化要因を引き起こす可能性が高い運用の仕方を示している。ここでは、運用条件の例として、温度情報、温度環境該当時間、放電電流レート、放電時間、容量減少率が示されている。
The deterioration factor
FIG. 5 shows an example of the contents of the
In the
具体的に、「負極：Ｌｉ析出」（蓄電池１０３の負極のＬｉ(リチウム)の析出）の劣化要因の項目には、運用条件として、「温度環境」が１０℃以下で、かつ、「温度環境該当時間」が３０％以上であることが示されている。
これは、蓄電池１０３が１０℃以下の温度環境におかれていた時間が、これまでの運用実績により示される総時間に対して３０％以上という運用であった場合には、今回の蓄電池１０３の劣化を引き起こした劣化要因が負極のＬｉの析出であることを示す。
また、「負極：集電体剥離」の 項目は、「放電電流レート」が２Ｃ以上で、かつ、「放電時間」が２０％以上であることが示されている。
これは、これまでの運用期間において２Ｃの放電電流レートにより放電を行った時間が、これまでの運用における総放電時間の２０％以上という運用であった場合に、今回の蓄電池１０３の劣化を引き起こした劣化要因が負極の集電体の剥離によるものであることを示す。
Specifically, the deterioration factor of “negative electrode: Li deposition” (deposition of Li (lithium) on the negative electrode of the storage battery 103) includes “temperature environment” of 10 ° C. or less as operational conditions and “temperature environment”. It is shown that “corresponding time” is 30% or more.
This is because when the time when the
The item “Negative electrode: current collector peeling” indicates that the “discharge current rate” is 2C or more and the “discharge time” is 20% or more.
This causes deterioration of the
劣化要因推定部２０６は、運用履歴情報に基づいて、劣化要因データベース４００の運用条件と照合すべき照合情報（温度環境と温度環境該当時間との関係を示す情報、放電電流レートと放電時間の関係を示す情報、容量減少率など）を生成する。
そして、劣化要因推定部２０６は、生成した照合情報を劣化要因データベース４００における運用条件と照合し、運用条件に適合した照合情報に対応付けられている劣化要因の項目を特定する。劣化要因推定部２０６は、このように特定した劣化要因の項目が示す劣化要因を推定結果として出力する。
Based on the operation history information, the deterioration
Then, the degradation
劣化抑制制御部２０８は、劣化要因推定部２０６により推定された劣化要因による劣化が抑制されるように、地域における複数の蓄電池１０３の運転を制御する。つまり、劣化抑制制御部２０８は、同じ施設１００における蓄電池１０３だけではなく、他の施設１００における各蓄電池１０３の運転も制御する。
The degradation
上記のように、まず、劣化抑制制御部２０８が同じ施設１００における蓄電池１０３を対象として劣化抑制制御を行うことにより、今回推定された想定外の劣化要因による劣化の進行を以降において抑制することができる。
一方、各施設１００における蓄電池１０３の運用環境はそれぞれが異なっている。このため、他の施設１００における蓄電池１０３が劣化要因推定部２０６により推定されたのと同じ劣化要因を主要因として劣化が進行している状態とは限らない。
As described above, first, the deterioration
On the other hand, the operating environment of the
しかし、同じ施設１００に設置されているということは、例えば温度環境など、互いに近い運用条件の要素も少なからず存在する。このことからすれば、他の施設１００における蓄電池１０３も、劣化要因推定部２０６により推定された劣化要因による劣化が将来的に生じる可能性はある程度高いと考えられる。
そこで、劣化抑制制御部２０８は、他の施設１００における蓄電池１０３についても劣化要因推定部２０６により推定されたのと同じ劣化要因に応じた劣化抑制制御を行う。これにより、他の施設１００における蓄電池１０３が、今回推定された劣化要因により劣化が進行してしまうことを未然に抑制できる。
However, being installed in the
Therefore, the degradation
また、劣化抑制制御部２０８は、劣化抑制制御を行うにあたり、制御パターンテーブル記憶部２０９が記憶する制御パターンテーブルを参照する。
制御パターンテーブルは、劣化要因ごとに、その劣化要因による蓄電池１０３の劣化を抑制するために劣化抑制制御部２０８が実行すべき制御内容を示している。
一例として、或る劣化要因による劣化については、高温の環境のもとでの単位時間あたりの充放電サイクルの頻度が高いという運用により生じやすい傾向にある。制御パターンテーブルにおいて、この劣化要因に対しては、例えば蓄電池１０３を低温環境にするとともに、単位時間あたりの充放電サイクルの頻度を一定以下となるように制御するという制御内容が対応付けられる。
劣化抑制制御部２０８は、制御パターンテーブルから、劣化要因推定部２０６により推定された劣化要因に対応付けられている制御内容を取得し、取得した制御内容にしたがって、同じ施設１００を含む各施設１００の蓄電池１０３の運転制御（劣化抑制制御）を実行する。
In addition, the deterioration
The control pattern table indicates the control contents to be executed by the deterioration
As an example, deterioration due to a certain deterioration factor tends to occur due to an operation in which the frequency of charge / discharge cycles per unit time under a high temperature environment is high. In the control pattern table, for example, the deterioration factor is associated with the control content of controlling the
The degradation
モデル変更部２１０は、劣化要因推定部２０６により推定された劣化要因に基づいて劣化モデルを変更する。このために、本実施形態のモデル変更部２１０は、モデルデータ記憶部２０３に記憶される劣化モデルデータ３０２を変更する。
The
蓄電池情報生成部２１１は、モデル部２０４により推定された蓄電池１０３の所定の状態に基づいて、蓄電池１０３についての所定の情報を示す蓄電池情報を生成する。
一例として、蓄電池情報生成部２１１は、蓄電池１０３の余寿命を推定し、推定した余寿命を蓄電池情報として生成する。この場合、モデル部２０４は、蓄電池１０３についての現在以降の所定の状態の変化を推定する。蓄電池情報生成部２１１は、例えばこの推定結果に基づいて蓄電池１０３が寿命となるときを推定する。これにより、蓄電池情報生成部２１１は、現在から蓄電池１０３が寿命となるまでの余寿命を推定できる。
The storage battery
As an example, the storage battery
情報出力部２１２は、蓄電池情報生成部２１１が生成した蓄電池情報を出力する。例えば、情報出力部２１２は、蓄電池情報を表示により出力する。蓄電池情報が余寿命である場合、情報出力部２１２は、蓄電池１０３の余寿命を示す画像を所定の態様により表示する。
通信部２１３は、ネットワークＮＷを経由して施設１００の施設内電力管理装置１０７と通信を実行する。
The
The
［モデルに関する説明］
ここで、モデルデータ記憶部２０３に記憶されるモデルデータ（基本モデルデータ３０１、劣化モデルデータ３０２）によりモデル部２０４に適用されるモデルについて説明する。
[Explanation about the model]
Here, a model applied to the
図６は、基本モデルに対応する一次元充放電モデル５００を示す概念図である。図６（ａ）は、蓄電池（リチウムイオン電池）の基本構成を示すイメージ図であり、図６（ｂ）は、それを一次元にモデル化したイメージ図である。
一次元充放電モデル５００は、蓄電池１０３を、負極５０１と正極５０２とセパレータ５０３をそれぞれ面方向に均質化した一次元モデルとして扱う。負極５０１としての負極合材層には負極活物質５１１が存在し、正極５０２としての正極合材層には正極活物質５１２が存在する。
また、負極５０１、正極５０２、セパレータ５０３による一次元充放電モデル５００は、固相と液相に分けられる。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a one-dimensional charge /
The one-dimensional charge /
The one-dimensional charge /
一次元充放電モデル５００の負極５０１、正極５０２、セパレータ５０３の各領域における放電時におけるＬｉとＬｉイオンの放電時における輸送過程イメージは以下のようになる。
つまり、負極５０１の固相（活物質）では、Ｌｉは中心から表面への拡散フラックスが生じる。正極５０２の固相では、Ｌｉは表面から中心へと拡散する。
負極５０１の液相（空隙）では、界面反応によって固相から放出されたＬｉイオンがセパレータ５０３の方向に輸送される。ここで、セパレータ５０３は反応が無いため、Ｌｉイオンは正極５０２の方向に泳動しながら拡散していく。正極５０２の液相は、界面反応によって固相へＬｉイオンが吸収される。
The transport process image at the time of discharge of Li and Li ions at the time of discharge in each region of the
That is, in the solid phase (active material) of the
In the liquid phase (void) of the
負極５０１としての負極合材層と、正極５０２としての正極合材層は、それぞれ、固相におけるＬｉ濃度と電位、液相における塩濃度と電位が算出される。セパレータは、塩濃度と電位が算出される。
このような、基本モデルは、例えば以下の文献に記載されている。
“Journal of The Electrochemical Society,141(1),1-10(1994)”
For the negative electrode mixture layer as the
Such a basic model is described in the following documents, for example.
“Journal of The Electrochemical Society, 141 (1), 1-10 (1994)”
また、劣化モデルのうちサイクル劣化モデルは、前述もしたように、充放電サイクルを繰り返すことによる蓄電池１０３の劣化である。サイクル劣化モデルでは、充放電が行われるのに応じて負極活物質５１１の表面に不働態ＳＥＩ（Solid Electrolyte Interface）膜が形成され、このＳＥＩが成長していくことにより蓄電容量の低下やインピーダンス（内部抵抗）の増加などの劣化をもたらすものとしている。サイクル劣化モデルは、このＳＥＩ膜の成長による状態変化をモデル化したものである。
Further, the cycle deterioration model among the deterioration models is deterioration of the
また、劣化モデルのうち保存劣化モデルは、前述のように蓄電状態の蓄電池に発生する劣化である。保存劣化モデルも、例えば、保存時間の経過に応じた特定の活物質の特性変化や特定の構造の変化などが劣化をもたらすものとして、このような劣化要因の変化による蓄電池の状態変化をモデル化したものである。
なお、本実施形態において述べたサイクル劣化モデルについては、例えば以下の文献に記載されている。
“Journal of The Electrochemical Society,151(2),A196-A203(2004)”
Further, among the deterioration models, the storage deterioration model is deterioration that occurs in the storage battery in the storage state as described above. The storage deterioration model also models changes in the state of the storage battery due to such changes in deterioration factors, for example, as changes in the characteristics of specific active materials and changes in specific structures with the passage of storage time cause deterioration. It is what.
Note that the cycle deterioration model described in the present embodiment is described in, for example, the following documents.
“Journal of The Electrochemical Society, 151 (2), A196-A203 (2004)”
図７は、サイクル劣化モデルを求めるための手順例を示している。本実施形態では、例えば予め試験を行うことで、図７に示す手順にしたがって、サイクル劣化モデルを求めておく。そして、図７の手順によって求められたサイクル劣化モデルのデータ（例えばファイル）をサイクル劣化モデルデータ３１１としてモデルデータ記憶部２０３に記憶させておくものである。なお、この図に示す手順は、例えばサイクル劣化モデルを求めるための数値計算用のプログラムを実行するコンピュータにより実現できる。
FIG. 7 shows a procedure example for obtaining the cycle deterioration model. In the present embodiment, for example, by performing a test in advance, a cycle deterioration model is obtained according to the procedure shown in FIG. Then, the cycle deterioration model data (for example, a file) obtained by the procedure of FIG. 7 is stored in the model
まず、コンピュータは、記憶装置に記憶されている初期条件設定データを読み出し、この読み出した初期条件設定データにより初期条件を設定する（ステップＳ１０１）。
次に、コンピュータは、基本モデルにより放電解析を行うことで今回のサイクルの放電に応じた蓄電池１０３の状態を求める（ステップＳ１０２）。
次に、コンピュータは、基本モデルにより充電解析を行うことで今回のサイクルの充電に応じた蓄電池１０３の状態を求める（ステップＳ１０３）。
次に、コンピュータは、例えば今回のステップＳ１０２とＳ１０３の解析結果と、前回までのステップＳ１０２とＳ１０３の解析結果とに基づいて、劣化計算を行う（ステップＳ１０４）。これにより、今回までの充放電サイクル回数に応じた蓄電容量、インピーダンス（抵抗）などの劣化状態が求められる。
First, the computer reads initial condition setting data stored in the storage device, and sets initial conditions based on the read initial condition setting data (step S101).
Next, the computer obtains the state of the
Next, the computer obtains the state of the
Next, the computer performs deterioration calculation based on the analysis results of steps S102 and S103 and the analysis results of steps S102 and S103 up to the previous time (step S104). As a result, deterioration states such as storage capacity and impedance (resistance) corresponding to the number of charge / discharge cycles up to this time are required.
ステップＳ１０２〜Ｓ１０４は、１回の充放電サイクルに応じた処理である。そこで、コンピュータは、例えば試験時に行った充放電サイクル回数に応じた規定の充放電サイクル回数によるステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理を繰り返し実行したか否かについて判定する（ステップＳ１０５）。
ここで、規定の充放電サイクルに応じた回数のステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理を実行していないと判定した場合（ステップＳ１０５−ＮＯ）、コンピュータは、ステップＳ１０２に処理を戻す。これにより、次の充放電サイクルに応じたステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理が実行される。
一方、規定の充放電サイクルに応じた回数のステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理を実行したと判定した場合（ステップＳ１０５−ＹＥＳ）、コンピュータは、これまでの処理により求められたサイクルごとの劣化の状態に基づいてサイクル劣化モデルを生成する。そして、コンピュータは、生成したサイクル劣化モデルを出力する（ステップＳ１０６）。
Steps S102 to S104 are processes corresponding to one charge / discharge cycle. Therefore, for example, the computer determines whether or not the processes in steps S102 to S104 have been repeatedly executed based on the specified number of charge / discharge cycles corresponding to the number of charge / discharge cycles performed during the test (step S105).
Here, when it is determined that the processes of Steps S102 to S104 are not executed a number of times corresponding to the specified charge / discharge cycle (NO in Step S105), the computer returns the process to Step S102. Thereby, the process of step S102-S104 according to the following charging / discharging cycle is performed.
On the other hand, when it is determined that the processes of Steps S102 to S104 are executed a number of times according to the specified charge / discharge cycle (YES in Step S105), the computer is in a state of deterioration for each cycle obtained by the processes so far. Based on this, a cycle deterioration model is generated. Then, the computer outputs the generated cycle deterioration model (step S106).
なお、サイクル劣化モデルを生成するための試験における充放電サイクル回数は、例えばある程度の劣化状態を出現させればよく、数百回程度である。また、保存劣化モデルを生成するための試験における保存時間は例えば数ヶ月程度である。 In addition, the number of charge / discharge cycles in the test for generating the cycle deterioration model may be, for example, a certain degree of deterioration, and is about several hundred times. The storage time in the test for generating the storage deterioration model is, for example, about several months.
［乖離判定部、劣化要因推定部、劣化抑制制御部、モデル変更部の処理の具体例］
図８を参照して、乖離判定部２０５による判定手法の一具体例について説明する。この説明にあたり、実状態と推定状態は蓄電容量であるものとする。これまでの説明から理解されるように、蓄電池１０３は劣化の進行に応じて蓄電容量が減少する。
[Specific Examples of Processing of Deviation Determination Unit, Deterioration Factor Estimation Unit, Deterioration Suppression Control Unit, and Model Change Unit]
With reference to FIG. 8, a specific example of the determination method by the
図８における曲線ｆ１は、モデルデータ記憶部２０３が記憶する基本モデルデータ３０１と劣化モデルデータ３０２に基づいて推定される、充放電サイクル回数に応じた蓄電容量の変化を示している。
また、曲線ｆ２は、状態検出部１１２により検出された実状態としての蓄電容量についての充放電サイクル回数に応じた変化を示している。
なお、下限許容値ｌｉｍは、蓄電池１０３が寿命に至ったとする状態に対応する蓄電容量の値である。
A curve f <b> 1 in FIG. 8 indicates a change in the storage capacity according to the number of charge / discharge cycles estimated based on the
A curve f2 indicates a change according to the number of charge / discharge cycles for the storage capacity as the actual state detected by the
The lower limit allowable value lim is a value of the storage capacity corresponding to a state in which the
乖離判定部２０５は、例えば状態情報取得部２０１により実状態が取得されるごとに、その検出された実状態としての蓄電容量と、現在の充放電サイクル回数に対応する曲線ｆ１での蓄電容量とを比較する。そして、各施設１００の蓄電池１０３のうち、両者の蓄電容量が一定以上の乖離を示している蓄電池１０３があるか否かについて判定する。
図８においては、充放電サイクル回数がＮ回目になったときに、曲線ｆ１での蓄電容量（推定蓄電量）と実状態の蓄電容量（実蓄電量）とが一定以上に乖離した例を示している。したがって、図８の例に対応して、乖離判定部２０５は、充放電サイクル回数がＮ回目のときに、推定蓄電量と実蓄電量とが一定以上の乖離を示したと判定する。
このように推定蓄電量と実蓄電量とが一定以上の乖離を示す状態は、想定外の劣化要因による劣化が生じたことを示している。ここで、例えば蓄電池１０３の運用条件を特に変更しなければ、想定外の劣化要因が解消されることはないので、さらに、この想定外の劣化要因による蓄電池１０３の劣化が進行してしまう。
そこで、今回の想定外の劣化要因による劣化の進行を抑制するために、劣化要因推定部２０６と劣化抑制制御部２０８は、例えば以下のように処理を実行する。
The
FIG. 8 shows an example in which the storage capacity (estimated storage amount) on the curve f1 and the actual storage capacity (actual storage amount) deviate beyond a certain level when the number of charge / discharge cycles reaches the Nth. ing. Accordingly, corresponding to the example of FIG. 8, the
The state where the estimated power storage amount and the actual power storage amount show a certain difference or more indicates that deterioration due to an unexpected deterioration factor has occurred. Here, for example, unless the operating conditions of the
Therefore, in order to suppress the progress of deterioration due to the unexpected deterioration factor this time, the deterioration
まず、劣化要因推定部２０６は、今回の蓄電池１０３の劣化を引き起こした劣化要因を推定する。このために、前述もしたように、劣化要因推定部２０６は、運用履歴情報記憶部１１３に記憶されている運用履歴情報を基に照合情報を生成し、この照合情報と、劣化要因データベース４００における運用条件とを照合する。
First, the deterioration
具体例として、照合情報により、蓄電池１０３が１０℃以下となる低温の温度環境となる時間（温度環境該当時間）が、これまでの運用期間における４０％以上であることが示されているとする。また、照合情報により、１００サイクルあたりの容量減少率が４０％以上であったことが示されているとする。また、照合情報により、放電電流レートが０．５Ｃで１００％の時間にわたって運用したことが示されているとする。
As a specific example, it is assumed that the verification information indicates that the time during which the
この照合状態と図５の劣化要因データベース４００の運用条件とを照合した場合、まず、「負極：集電体剥離」の劣化要因に対応する容量減少率は１００サイクルあたり３０％以上である。この条件には、１００サイクルあたりの容量の低下率が４０％以上という照合情報が該当する。しかし、「負極：集電体剥離」の劣化要因に対応する放電電流レートが２Ｃ以上であるのに対して、照合情報の放電電流レートは０．５Ｃであるため、放電電流レートについては運用条件に該当しない。したがって、劣化要因推定部２０６は、「負極：集電体剥離」は、今回の蓄電池１０３の劣化を引き起こした劣化要因ではないと判定する。
When the collation state and the operation conditions of the
一方、「負極：Ｌｉ析出」の劣化要因に対応する容量減少率は１００サイクルあたり４０％以上であり、照合情報が示す１００サイクルあたりの容量減少率も４０％以上であるから、この照合情報は、「負極：Ｌｉ析出」の劣化要因の運用条件に該当する。
また、「負極：Ｌｉ析出」の劣化要因に対応する温度環境と温度環境該当時間は１０℃以下、３０％以上であり、照合情報が示す温度環境と温度環境該当時間は１０℃以下、４０％以上であるから、この照合情報も「負極：Ｌｉ析出」の劣化要因の運用条件に該当する。そこで、劣化要因推定部２０６は、今回の蓄電池１０３の劣化を引き起こした劣化要因は、「負極：Ｌｉ析出」であると推定する。
On the other hand, the capacity reduction rate corresponding to the deterioration factor of “negative electrode: Li precipitation” is 40% or more per 100 cycles, and the capacity reduction rate per 100 cycles indicated by the collation information is also 40% or more. , “Negative electrode: Li deposition”, which corresponds to the operating condition of the deterioration factor.
Further, the temperature environment corresponding to the deterioration factor of “negative electrode: Li deposition” and the temperature environment corresponding time are 10 ° C. or less and 30% or more, and the temperature environment and the temperature environment corresponding time indicated by the verification information are 10 ° C. or less and 40%. Since it is above, this collation information also corresponds to the operating condition of the deterioration factor of “negative electrode: Li precipitation”. Therefore, the deterioration
制御パターンテーブル記憶部２０９が記憶する制御パターンテーブルには、例えば、図５の劣化要因データベースと同じ劣化要因ごとに制御パターンが対応付けられている。そこで、劣化抑制制御部２０８は、制御パターンテーブルから「負極：Ｌｉ析出」の劣化要因に対応付けられている制御パターンを取得し、この取得した制御パターンにより、同じ施設１００と他の施設１００の各蓄電池１０３の運転制御を実行する。
In the control pattern table stored in the control pattern
なお、制御パターンテーブルと劣化要因データベースを例えば１つに統合したデータベースまたはテーブルの情報としてもよい。 Note that the control pattern table and the deterioration factor database may be integrated into one database or table information, for example.
また、図８のように推定蓄電量と実蓄電量とが一定以上の乖離を示す状態は、想定外の劣化要因による劣化が生じたことを示している。例えば図７の手順にしたがって生成される劣化モデルは、いくつかの劣化要因を想定したうえで劣化計算を行うことにより得られるものである。
したがって、このように推定蓄電量と実蓄電量とが一定以上の乖離を示すこととなった場合、その蓄電池１０３については、これまでの劣化モデルでは適切な状態推定を行えないことになる。これに伴い、蓄電池情報生成部２１１が推定する蓄電池１０３の余寿命についても大きな誤差を生じる可能性がある。
Further, as shown in FIG. 8, a state in which the estimated power storage amount and the actual power storage amount show a certain difference or more indicates that deterioration due to an unexpected deterioration factor has occurred. For example, the deterioration model generated according to the procedure of FIG. 7 is obtained by performing deterioration calculation after assuming several deterioration factors.
Therefore, when the estimated power storage amount and the actual power storage amount show a divergence of a certain level or more, the state estimation of the
そこで、モデル変更部２１０は、今回において想定外の劣化が生じたと推定された蓄電池１０３（劣化蓄電池）について今回の劣化を引き起こした劣化要因が反映される劣化モデルを得るために、例えば以下のように処理を実行する。
Therefore, the
つまり、モデル変更部２１０は、劣化モデルデータ３０２を変更するにあたり、推定された劣化要因に基づいて抵抗成分を設定する。なお、モデル変更部２１０は、抵抗成分を設定するにあたり、例えば時間などについての所定の関数を利用した演算により抵抗成分を求める。ここで、前述の具体例のように劣化要因推定部２０６が推定した「負極：Ｌｉ析出」の劣化要因に応じて求められた抵抗成分をＲｎとする。
That is, the
モデル変更部２１０は、抵抗成分Ｒｎを付加するように劣化蓄電池の劣化モデルを変更する。この際、モデル変更部２１０は、抵抗成分Ｒｎが付加された劣化モデルとなるように、劣化蓄電池に対応する劣化モデルデータ３０２を変更する。
モデル変更部２１０は、劣化モデルデータ３０２を変更するにあたり、サイクル劣化モデルデータ３１１と保存劣化モデルデータ３１２を変更すればよい。あるいは、モデル変更部２１０は、劣化要因推定部２０６により推定された劣化要因に応じて、サイクル劣化モデルデータ３１１と保存劣化モデルデータ３１２のうちでいずれか適切な方を変更してもよい。
The
The
このように劣化モデルデータ３０２が変更されるのに応じて、この劣化モデルデータ３０２を利用してモデル部２０４が推定する劣化蓄電池の状態は図８と異なってくる。
図９において、曲線ｆ３は、抵抗成分Ｒｎを付加したことにより変更された劣化モデルに基づく充放電サイクル回数に応じた蓄電容量の変化を示している。なお、この図において曲線ｆ２は、図８と同じく、実状態としての蓄電容量についての充放電サイクル回数に応じた変化を示している。
As the
In FIG. 9, a curve f3 shows a change in the storage capacity according to the number of charge / discharge cycles based on the deterioration model changed by adding the resistance component Rn. In addition, in this figure, the curve f2 has shown the change according to the number of charging / discharging cycles about the electrical storage capacity as a real state similarly to FIG.
曲線ｆ３と曲線ｆ２とを比較して分かるように、曲線ｆ３は、曲線ｆ２に近似したものとなっている。つまり、劣化蓄電に生じた劣化についての劣化要因が劣化モデルに反映されたことにより、予測される劣化状態が実状態の劣化状態に近いものとなっている。 As can be seen by comparing the curve f3 and the curve f2, the curve f3 is approximated to the curve f2. That is, since the deterioration factor regarding the deterioration occurring in the deteriorated power storage is reflected in the deterioration model, the predicted deterioration state is close to the actual deterioration state.
これにより、蓄電池情報生成部２１１が行う寿命の推定についてもその精度の低下を抑制できる。
具体的に、図８及び図９のようにモデル部２０４により充放電サイクル回数に応じた蓄電容量が推定される場合、蓄電池情報生成部２１１は以下のように寿命推定を行うことができる。
例えば、劣化モデルに基づく曲線ｆ１、ｆ３によっては、蓄電容量が下限許容値ｌｉｍとなるときの充放電サイクル回数を予測できる。この蓄電容量が下限許容値ｌｉｍとなるときの充放電サイクル回数とは、すなわち、蓄電池１０３が寿命となるときの充放電サイクル回数である。
Thereby, also about the estimation of the lifetime which the storage battery
Specifically, when the storage capacity according to the number of charge / discharge cycles is estimated by the
For example, the number of charge / discharge cycles when the storage capacity reaches the lower limit allowable value lim can be predicted by the curves f1 and f3 based on the deterioration model. The number of charge / discharge cycles when the storage capacity reaches the lower limit allowable value lim is the number of charge / discharge cycles when the
そこで、蓄電池情報生成部２１１は、劣化モデルを利用して、例えば蓄電池１０３が寿命となるときの充放電サイクル回数を予測する。この予測された充放電サイクル回数から、運用履歴情報が示す現在の充放電サイクル回数を減算すれば、蓄電池１０３が寿命となるまでの充放電サイクル回数を予測することができる。つまり、蓄電池１０３の余寿命が予測される。
Therefore, the storage battery
ここで、想定外の劣化要因による劣化が生じた劣化蓄電池の余寿命は短くなる可能性が高い。しかし、この劣化蓄電池の劣化モデルが変更されないとすると、蓄電池情報生成部２１１は、充放電サイクル回数がＮ回目のときにおける劣化蓄電池の余寿命Ｌｆを、図８の曲線ｆ１に基づいて予測することになる。このように予測される蓄電池１０３の余寿命Ｌｆは、実際よりも長いものとなってしまい、大きな誤差を生じる。
これに対して、図９のように劣化蓄電池の劣化モデルが変更された場合、蓄電池情報生成部２１１が予測する劣化蓄電池の余寿命Ｌｆは、図８と比較して大幅に短縮されている。このように、劣化蓄電池の劣化モデルが変更されることで、蓄電池情報生成部２１１は、想定外の劣化要因による劣化が生じたことによって短縮した余寿命を図９の場合よりも高い精度で推定することができる。
これにより、本実施形態によっては、例えば余寿命などの蓄電池１０３についての劣化状態を推定するにあたり、想定外の劣化要因による劣化が発生した場合における推定精度の低下を有効に抑制できるものである。
Here, there is a high possibility that the remaining life of the deteriorated storage battery that has deteriorated due to an unexpected deterioration factor is shortened. However, if the deterioration model of the deteriorated storage battery is not changed, the storage battery
In contrast, when the deterioration model of the deteriorated storage battery is changed as shown in FIG. 9, the remaining life Lf of the deteriorated storage battery predicted by the storage battery
Thereby, depending on this embodiment, for example, in estimating the deterioration state of the
［処理手順例］
図１０は、蓄電池１０３に対する劣化抑制制御のために蓄電池管理装置２００Ａが実行する処理手順例を示している。
蓄電池管理装置２００Ａにおいて、状態情報取得部２０１は、各施設１００の施設内電力管理装置１０７から送信される状態情報を取得する（ステップＳ２０１）。
また、運用履歴情報取得部２０２は、各施設１００の施設内電力管理装置１０７から送信される運用履歴情報を取得する（ステップＳ２０２）。
次に、モデル部２０４は、基本モデルデータ３０１が示す基本モデルと、劣化モデルデータ３０２が示す劣化モデルとにしたがって現在における施設１００の蓄電池１０３ごとの状態を推定する（ステップＳ２０３）。
[Example of processing procedure]
FIG. 10 shows an example of a processing procedure executed by the storage
In the storage
Further, the operation history
Next, the
乖離判定部２０５は、ステップＳ２０１により取得した状態情報が示す実状態と、ステップＳ２０３により推定された状態（推定状態）とを蓄電池１０３ごとに比較する（ステップＳ２０４）。そして、乖離判定部２０５は、ステップＳ２０４による比較結果から、各設備１００の蓄電池１０３のうちで、実状態と推定状態とが一定以上の乖離を示している蓄電池１０３（劣化蓄電池）があるか否かについて判定する（ステップＳ２０５）。
The
劣化蓄電池がない場合には（ステップＳ２０５−ＮＯ）、この図に示す処理を終了する。
これに対して、劣化蓄電池がある場合（ステップＳ２０５−ＹＥＳ）、劣化要因推定部２０６は、以下の処理を実行する。つまり、劣化要因推定部２０６は、ステップＳ２０２により取得した運用履歴情報から生成した照合情報を劣化要因データベース４００と照合することにより、劣化蓄電池の劣化要因を推定する（ステップＳ２０６）。
When there is no deteriorated storage battery (step S205 -NO), the process shown in this figure is complete | finished.
On the other hand, when there is a deteriorated storage battery (YES in step S205), the deterioration
劣化抑制制御部２０８は、ステップＳ２０６により推定された劣化要因に応じた劣化抑制制御を、同じ施設１００の蓄電池１０３と他の施設１００の各蓄電池１０３を対象として実行する（ステップＳ２０７）。この際、劣化抑制制御部２０８は、前述のように、ステップＳ２０６により推定された劣化要因に対応付けられた制御パターンを制御パターンテーブルから取得し、この取得した制御パターンによる各蓄電池１０３への制御を実行する。
The degradation
また、モデル変更部２１０は、例えば前述のように、ステップＳ２０６により推定された劣化要因に応じた抵抗成分が劣化モデルに付加されるように、劣化蓄電池に対応してモデルデータ記憶部２０３に記憶される劣化モデルデータ３０２を変更する（ステップＳ２０８）。
Further, for example, as described above, the
なお、制御パターンテーブルにおいて劣化要因に対応付けられる制御内容としては、例えば、対応の劣化要因による蓄電池１０３の劣化を抑制するためにユーザが行うべき運用の仕方を示す情報を、劣化蓄電池を備える施設１００の施設内電力管理装置１０７に通知するようにしてもよい。施設内電力管理装置１０７は、この通知を例えば表示などにより出力する。
一例として、劣化蓄電池について推定された劣化要因による劣化は、低温の環境で、かつ、単位時間における保存時間が長いことにより生じやすい傾向にあるとする。この場合、制御パターンテーブルにおいてこの劣化要因に対応付けられた制御内容は、例えば低温環境を避け、保存時間が短くなるように単位時間における充放電サイクルの頻度を高くするという蓄電池の運用指示を通知するする、というものである。
例えば、劣化抑制制御部２０８は、この制御内容にしたがって、上記の内容の運用を指示する通知を、劣化蓄電池を備える施設１００の施設内電力管理装置１０７に送信する。この通知を受信した施設内電力管理装置１０７は、例えば、「蓄電池の周囲温度を下げないようにしてください。また、いまよりも蓄電池を充放電させる頻度を高くするように施設内で運用してください」などといった表示を行う。
この表示を見た施設１００のユーザは、例えば、蓄電池１０３をヒーターで温めるようにしたり、蓄電池１０３の充放電の頻度を高くするような運転パターンに変更するなど、蓄電池１０３の運用を替えて、劣化進行抑制のための対策を講じることができる。
The control content associated with the deterioration factor in the control pattern table includes, for example, information indicating how the user should perform the operation in order to suppress the deterioration of the
As an example, it is assumed that deterioration due to a deterioration factor estimated for a deteriorated storage battery tends to occur due to a low temperature environment and a long storage time per unit time. In this case, the control content associated with this deterioration factor in the control pattern table notifies, for example, a storage battery operation instruction that avoids a low temperature environment and increases the frequency of charge / discharge cycles per unit time so as to shorten the storage time. To do.
For example, the deterioration
The user of the
また、本実施形態の電力管理システムにおいても、電力管理装置２００の制御により、施設１００間で蓄電池１０３の電力を融通し合うことができるように構成してよい。
In the power management system of the present embodiment, the power of the
なお、図１０に示す劣化モデルの変更のための処理は、例えば、各施設１００の蓄電池１０３の運用過程において、一定回数の充放電サイクルが行われるごとに実行すればよい。あるいは、一定時間が経過するごとに実行してもよい。
また、これまでの説明では、蓄電池１０３の劣化抑制制御を実行する蓄電池管理装置２００Ａとしての機能を電力管理装置２００が備えるものとしているが、電力管理装置２００と蓄電池管理装置２００Ａとをそれぞれ個別の装置として構成してもよい。
Note that the process for changing the deterioration model shown in FIG. 10 may be executed each time a certain number of charge / discharge cycles are performed in the operation process of the
In the description so far, the
また、図２、図３における各機能部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりモデルの変更を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。 Also, by recording a program for realizing the function of each functional unit in FIGS. 2 and 3 on a computer-readable recording medium, causing the computer system to read and execute the program recorded on the recording medium. Model changes may be made. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
１００ 施設
１０１ 太陽電池
１０２ パワーコンディショナ
１０３ 蓄電池
１０４ インバータ
１０５ 電力経路切替部
１０６ 負荷
１０７ 施設内電力管理装置
１１１ 制御部
１１２ 状態検出部
１１３ 運用履歴情報記憶部
１１４ 通信部
２００ 電力管理装置
２００Ａ 蓄電池管理装置
２０１ 状態情報取得部
２０２ 運用履歴情報取得部
２０３ モデルデータ記憶部
２０４ モデル部
２０５ 乖離判定部
２０６ 劣化要因推定部
２０７ 劣化要因データベース記憶部
２０８ 劣化抑制制御部
２０９ 制御パターンテーブル記憶部
２１０ モデル変更部
２１１ 蓄電池情報生成部
２１２ 情報出力部
２１３ 通信部
３０１ 基本モデルデータ
３０２ 劣化モデルデータ
３１１ サイクル劣化モデルデータ
３１２ 保存劣化モデルデータ
４００ 劣化要因データベース
DESCRIPTION OF
301
Claims (3)
蓄電池の運用に関する履歴を示す運用履歴情報に基づいて、蓄電池の内部状態を推定するための基本モデルと前記基本モデルに蓄電池の劣化機能を与える劣化モデルとにしたがって、前記複数の蓄電池の所定の状態を推定するモデル部と、
前記複数の蓄電池のうち、前記状態情報取得部により取得された状態情報が示す所定の状態と前記モデル部により推定された所定の状態とが、想定外の劣化要因による劣化の発生に応じた一定以上の乖離を示している蓄電池があるか否かについて判定する乖離判定部と、
蓄電池の劣化要因ごとに運用条件が対応付けられた劣化要因データベースを記憶する劣化要因データベース記憶部と、
前記状態情報取得部により取得された状態情報が示す所定の状態と前記モデル部により推定された所定の状態とが前記一定以上の乖離を示している蓄電池があると前記乖離判定部により判定された場合に、前記運用履歴情報を前記劣化要因データベースと照合することにより、前記一定以上の乖離を示している蓄電池の劣化要因を推定する劣化要因推定部と、
前記劣化要因推定部により推定された劣化要因による劣化が抑制されるように、前記複数の蓄電池の運転を制御する劣化抑制制御部と
を備える蓄電池管理装置。 A state information acquisition unit for acquiring state information indicating a predetermined state detected for a plurality of storage batteries in the area;
Based on operation history information indicating a history of operation of the storage battery, a predetermined state of the plurality of storage batteries according to a basic model for estimating an internal state of the storage battery and a deterioration model that gives a deterioration function of the storage battery to the basic model A model part for estimating
Among the plurality of storage batteries, a predetermined state indicated by the state information acquired by the state information acquisition unit and a predetermined state estimated by the model unit are constant according to occurrence of deterioration due to an unexpected deterioration factor. A divergence determination unit for determining whether or not there is a storage battery indicating the above divergence;
A degradation factor database storage unit for storing a degradation factor database in which operation conditions are associated with each degradation factor of the storage battery;
The divergence determination unit determines that there is a storage battery in which the predetermined state indicated by the state information acquired by the state information acquisition unit and the predetermined state estimated by the model unit indicate a divergence greater than or equal to the predetermined level. A deterioration factor estimation unit that estimates a deterioration factor of the storage battery showing the deviation of the predetermined value or more by comparing the operation history information with the deterioration factor database;
A storage battery management apparatus comprising: a deterioration suppression control unit that controls operation of the plurality of storage batteries so that deterioration due to the deterioration factor estimated by the deterioration factor estimation unit is suppressed.
蓄電池の運用に関する履歴を示す運用履歴情報に基づいて、蓄電池の内部状態を推定するための基本モデルと前記基本モデルに蓄電池の劣化機能を与える劣化モデルとにしたがって、前記複数の蓄電池の所定の状態を推定するモデルステップと、
前記複数の蓄電池のうち、前記状態情報取得ステップにより取得された状態情報が示す所定の状態と前記モデルステップにより推定された所定の状態とが、想定外の劣化要因による劣化の発生に応じた一定以上の乖離を示している蓄電池があるか否かについて判定する乖離判定ステップと、
前記状態情報取得ステップにより取得された状態情報が示す所定の状態と前記モデルステップにより推定された所定の状態とが前記一定以上の乖離を示している蓄電池があると前記乖離判定ステップにより判定された場合に、前記運用履歴情報を蓄電池の劣化要因ごとに運用条件が対応付けられた劣化要因データベースと照合することにより、前記一定以上の乖離を示している蓄電池の劣化要因を推定する劣化要因推定ステップと、
前記劣化要因推定ステップにより推定された劣化要因による劣化が抑制されるように、前記複数の蓄電池の運転を制御する劣化抑制制御ステップと
を備える蓄電池管理方法。 A state information acquisition step of acquiring state information indicating a predetermined state detected for a plurality of storage batteries in the region;
Based on operation history information indicating a history of operation of the storage battery, a predetermined state of the plurality of storage batteries according to a basic model for estimating an internal state of the storage battery and a deterioration model that gives a deterioration function of the storage battery to the basic model Model steps to estimate
Among the plurality of storage batteries, a predetermined state indicated by the state information acquired by the state information acquisition step and a predetermined state estimated by the model step are constant according to occurrence of deterioration due to an unexpected deterioration factor. A divergence determination step for determining whether or not there is a storage battery indicating the above divergence;
It is determined by the deviation determination step that there is a storage battery in which the predetermined state indicated by the state information acquired by the state information acquisition step and the predetermined state estimated by the model step indicate the predetermined deviation or more. In this case, the deterioration factor estimation step of estimating the deterioration factor of the storage battery showing the above-mentioned deviation by comparing the operation history information with a deterioration factor database in which operation conditions are associated with each deterioration factor of the storage battery. When,
A storage battery management method comprising: a deterioration suppression control step for controlling operation of the plurality of storage batteries so that deterioration due to the deterioration factor estimated by the deterioration factor estimation step is suppressed.
地域における複数の蓄電池について検出した所定の状態を示す状態情報を取得する状態情報取得ステップと、
蓄電池の運用に関する履歴を示す運用履歴情報に基づいて、蓄電池の内部状態を推定するための基本モデルと前記基本モデルに蓄電池の劣化機能を与える劣化モデルとにしたがって、前記複数の蓄電池の所定の状態を推定するモデルステップと、
前記複数の蓄電池のうち、前記状態情報取得ステップにより取得された状態情報が示す所定の状態と前記モデルステップにより推定された所定の状態とが、想定外の劣化要因による劣化の発生に応じた一定以上の乖離を示している蓄電池があるか否かについて判定する乖離判定ステップと、
前記状態情報取得ステップにより取得された状態情報が示す所定の状態と前記モデルステップにより推定された所定の状態とが前記一定以上の乖離を示している蓄電池があると前記乖離判定ステップにより判定された場合に、前記運用履歴情報を蓄電池の劣化要因ごとに運用条件が対応付けられた劣化要因データベースと照合することにより、前記一定以上の乖離を示している蓄電池の劣化要因を推定する劣化要因推定ステップと、
前記劣化要因推定ステップにより推定された劣化要因による劣化が抑制されるように、前記複数の蓄電池の運転を制御する劣化抑制制御ステップと
を実行させるためのプログラム。 On the computer,
A state information acquisition step of acquiring state information indicating a predetermined state detected for a plurality of storage batteries in the region;
Based on operation history information indicating a history of operation of the storage battery, a predetermined state of the plurality of storage batteries according to a basic model for estimating an internal state of the storage battery and a deterioration model that gives a deterioration function of the storage battery to the basic model Model steps to estimate
Among the plurality of storage batteries, a predetermined state indicated by the state information acquired by the state information acquisition step and a predetermined state estimated by the model step are constant according to occurrence of deterioration due to an unexpected deterioration factor. A divergence determination step for determining whether or not there is a storage battery indicating the above divergence;
It is determined by the deviation determination step that there is a storage battery in which the predetermined state indicated by the state information acquired by the state information acquisition step and the predetermined state estimated by the model step indicate the predetermined deviation or more. In this case, the deterioration factor estimation step of estimating the deterioration factor of the storage battery showing the above-mentioned deviation by comparing the operation history information with a deterioration factor database in which operation conditions are associated with each deterioration factor of the storage battery. When,
A program for executing a deterioration suppression control step for controlling the operation of the plurality of storage batteries so that deterioration due to the deterioration factor estimated by the deterioration factor estimation step is suppressed.
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