JP2015106962A - 充放電制御装置及び充放電システム - Google Patents

Abstract

【課題】同程度の定格容量を有する複数台の蓄電装置について充電や放電の毎に、充電電力や放電電力が変動することを抑制できる充放電制御装置及び充放電システムを提供する。
【解決手段】充放電システム１００は、それぞれが同程度の定格容量を有する複数台の装置であって、電力系統５からの供給電力を充電し、蓄電電力を放電する複数台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂと、統合ＥＣＵ２１と、を備える。統合ＥＣＵ２１は、複数台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂにおける充電運転及び放電運転のそれぞれを行う場合に、複数台を同時に運転することなく優先順位に応じて一台ずつの運転を実施するように制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力系統からの供給電力を蓄電装置に充電し、蓄電装置の蓄電電力を放電することを制御できる充放電制御装置及び充放電システムに関する。

従来技術として、特許文献１に開示された蓄電池制御装置が知られている。特許文献１に記載の制御装置は、大容量を実現するために構成された複数台の蓄電池のそれぞれについて、複数台の蓄電池から取得されたパラメータに基づいて、優先的に放電を行う放電順位を決定する。そして、制御装置は、決定した放電順位に基づいて、外部からの要求に応じて出力することが必要となる必要電力を供給するために、複数台の蓄電装置のそれぞれが出力する放電電力を設定する。

特開２０１３−１９２３２７号公報

上記の特許文献１に記載の装置によれば、必要電力を放電するために、決定した優先順位に基づいて、放電を行う何台かの蓄電池を抽出し、複数の蓄電池からの放電を同時に実施することがある。このように、複数の蓄電池からの同時放電を行うことがあるシステムでは、放電要求の度に、システムを構成する蓄電池から出力する電力が大きく変動することがある。

このように蓄電池から必要電力を放電する毎に、出力電力が大きく変動することがあると、システムの蓄電池を過電流から保護するために設定される過電流保護値が有効に機能せず、蓄電池を保護できないという問題がある。

例えば、複数の蓄電池のうち、一つが５ｋＷの瞬時出力能力であり、他の一つが１ｋＷの瞬時出力能力である場合、５ｋＷ放電することを想定してブレーカの過電流保護値を設定したとする。この設定条件おいて、例えば放電時の必要電力が５ｋＷであるときに、瞬時出力能力が５ｋＷの蓄電池から放電する場合には、設定された過電流保護値によって、５ｋＷの蓄電池に過電流が流れることを防止できる。一方、例えば放電時の必要電力が６ｋＷであるときには、瞬時出力能力が５ｋＷの蓄電池に加えて１ｋＷの蓄電池からも放電を行うことがある。この場合には、５ｋＷの蓄電池にとって過電流とならない電流であっても、１ｋＷの蓄電池には過電流となる場合がある。したがって、５ｋＷの瞬時出力能力に適応するように設定された過電流保護値では、１ｋＷの蓄電池に過電流が流れてしまうことを回避できない。

そこで、本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、同程度の定格容量を有する複数台の蓄電装置について充電や放電の際に、充電電力や放電電力が変動することを抑制できる充放電制御装置及び充放電システムを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及び下記各手段に記載の括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す。

開示される発明のひとつは、それぞれが同程度の定格容量を有する複数台の蓄電装置（２、２Ａ、２Ｂ）について、電力系統（５）から供給される電力を充電する充電運転と、蓄電装置に蓄電されている電力を放電する放電運転とを制御する充放電制御装置（２１）に係る発明であって、
複数台の蓄電装置における充電運転及び放電運転のそれぞれを行う場合に、複数の装置について同時に運転することなく優先順位に応じて一台ずつ運転を実施することを特徴とする。また、同程度の定格容量の蓄電装置とは、各装置について蓄えられる電力の容量が同じレベルの性能であることである。すなわち、充放電制御装置が制御対象とする複数台の蓄電装置は、それぞれの満充電時の電力容量が、同じであるか、製品許容誤差範囲（例えば１０％以内程度の差）に含まれる程度であるか、ということである。

この発明によれば、充放電制御装置は、複数台の蓄電装置について充電、放電する際に、同時に２台以上の蓄電装置を運転することなく、優先順位に応じて一台ずつ運転する。各蓄電装置は同程度の定格容量を有するため、この制御によれば、充電、放電の毎に、電力系統から供給される電力や外部に放電する電力を大きく変動させない運転を実施できる。したがって、本発明によれば、同程度の定格容量を有する複数台の蓄電装置について充電や放電の際に、充電電力や放電電力が変動することを抑制可能な充放電制御装置を提供できる。

開示される充放電システムに係る発明のひとつは、それぞれが同程度の定格容量を有する複数台の装置であって、電力系統から供給される電力を充電し、蓄電している電力を放電する複数台の蓄電装置（２、２Ａ、２Ｂ）と、複数台の蓄電装置における充電運転及び放電運転のそれぞれを行う場合に、複数台を同時に運転することなく優先順位に応じて一台ずつの運転を実施するように制御する充放電制御装置（２１）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、充放電システムは、同程度の定格容量を有する複数台の蓄電装置について充電、放電する際に、同時に２台以上の蓄電装置を運転することなく、優先順位に応じて一台ずつ運転する。この制御によれば、複数台の蓄電装置について充電、放電を行う毎に、電力系統から供給される電力や外部に放電する電力は一台分であるため、大きく変動しない。したがって、本発明によれば、同程度の定格容量を有する複数台の蓄電装置について充電や放電の際に、充電電力や放電電力が変動することを抑制可能な充放電システムを提供できる。

本発明を適用した第１実施形態に係る充放電システムの構成を示す概略図である。 第１実施形態の充放電システムに係る充電運転時の作動を示すフローチャートである。 第１実施形態の充放電システムに係る放電運転時の作動を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る充電運転時の作動を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る放電運転時の作動を示すフローチャートである。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の一例としての充放電制御装置及びこれを備える充放電システムを説明する。図１に示すように充放電システム１００は、複数台の蓄電装置と、複数台の蓄電装置の充放電制御装置である統合ＥＣＵ２１と、を備える。統合ＥＣＵ２１は、充放電システム１００の各種機器を制御可能とする拡張ＥＣＵである。統合ＥＣＵ２１は、ユーザーが操作入力できる操作表示装置の内部に搭載される構成でもよい。操作表示装置は、充放電システム１００の動作状態が表示される装置であり、例えば住宅の建物内に配設される遠隔操作手段である。

充放電システム１００は、さらに、自然エネルギーを使用して発電する発電装置の一例である、太陽光発電装置を備えるように構成してもよい。太陽光発電装置は、発電した電力を、複数台の蓄電装置に対して供給可能に構成される。充放電システム１００は、さらに、例えば住宅である建物に設置された分電盤６と、分電盤６から延びる電力線６０によって接続された住宅一般負荷４と、を備えるように構成してもよい。住宅一般負荷４は、例えば、照明装置、家電製品、給湯装置、空調装置、床暖房装置等である。

統合ＥＣＵ２１によって制御される複数台の蓄電装置は、電力系統５から供給される電力（商用電力）を充電する。また、複数台の蓄電装置は、太陽光発電装置の発電電力を充電することができる。複数台の蓄電装置は、蓄電されている蓄電電力を外部に放電し、例えば、電力系統５に売電したり、住宅一般負荷４に供給したりできる。複数台の蓄電装置は、充電を行う際の順位に関して充電優先順位付けが設定される。複数台の蓄電装置は、放電を行う際の順位に関して放電優先順位付けが設定される。複数台の蓄電装置は、図１に図示するように、一例として３台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂである。

蓄電装置２は、充電及び放電が可能な第１電池２０と統合ＥＣＵ２１とを備える。蓄電装置２Ａは、充電及び放電が可能な第２電池２０ＡとＥＣＵ２１Ａとを備える。蓄電装置２Ｂは、充電及び放電が可能な第３電池２０ＢとＥＣＵ２１Ｂとを備える。ＥＣＵ２１Ａは、統合ＥＣＵ２１と通信可能に構成され、第２電池２０Ａに関する電圧、電流、温度、ＳＯＣ（State Of Charge、蓄電率）等の電池情報を統合ＥＣＵ２１に提供し、統合ＥＣＵ２１からの各種情報を受信する。ＥＣＵ２１Ｂは、統合ＥＣＵ２１と通信可能に構成され、第３電池２０Ｂに関する電圧、電流、温度、ＳＯＣ等の電池情報を統合ＥＣＵ２１に提供し、統合ＥＣＵ２１からの各種情報を受信する。

蓄電装置２は、複数台の蓄電装置における充電運転、放電運転を制御する統合ＥＣＵ２１を有することにより、マスター装置とも呼ばれる。また、蓄電装置２Ａ、２Ｂは、マスター装置が有する統合ＥＣＵ２１に制御されるため、スレーブ装置とも呼ばれる。

第１電池２０、第２電池２０Ａ及び第３電池２０Ｂは、それぞれが同程度の定格容量を有する。ここで、同程度の定格容量とは、各電池について蓄電可能な電力の容量が同じレベルであることである。すなわち、複数台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂのそれぞれの満充電時の電力容量が、同じまたは同レベルに設定されているか、または電力容量の測定値が製品許容誤差範囲に含まれる程度である、ということである。このように、各蓄電装置の満充電時の電力容量は、同じであるか、例えば１０％以内程度の差に収まっていればよい。例えば、複数台の蓄電装置の満充電の実測値が、５．０ｋＷ、５．２ｋＷ、４．８ｋＷのように１０％以内程度の差に収まっていればよい。

電池は、例えば、住宅電池、車両電池である。電池は、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池からなる単電池を複数個組み合わせた組電池である。住宅電池は、建物、土地等に固定された定置式の蓄電装置であり、建物に定置される蓄電容量の大きな二次電池であり、住宅一般負荷４、車両電池等へ電力を供給することができる。車両電池は、車両に搭載される蓄電容量の大きな二次電池である。車両は、例えばプラグインハイブリッド自動車、電気自動車等である。

統合ＥＣＵ２１は、第１電池２０、第２電池２０Ａ及び第３電池２０Ｂのそれぞれに関する電圧、電流、電池温度、ＳＯＣ等の電池情報を取得する。統合ＥＣＵ２１は、充放電器３、分電盤６等の作動を制御可能な制御装置である。統合ＥＣＵ２１は、充放電器３を制御することによって、第１電池２０、第２電池２０Ａ及び第３電池２０Ｂのそれぞれに対して充電運転及び放電運転を行うことができる。

統合ＥＣＵ２１は、記憶手段、優先順位決定手段、及び運転制御手段を備える。記憶手段は、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリで構成され、放電優先順位及び充電優先順位、電力系統５からの買電に関する買価情報、電力系統５への売電に関する売価情報等を予め記憶している。また、買価情報、売価情報等は、定期的、または不定期に記憶手段に入力される情報であってもよい。また、記憶手段は、各蓄電装置に係るＳＯＣ、電池温度、電圧、電流等の電池状態を記憶するようにしてもよい。この電池状態は、優先順位決定手段による放電優先順位、充電優先順位の決定の際に用いるようにしてもよい。

優先順位決定手段は、記憶手段に予め記憶されている放電優先順位、充電優先順位にしたがって、優先順位を決定する。また、優先順位決定手段は、充電時間、放電時間、充電回数、放電回数等の各蓄電装置の使用度合いを示す情報を用いて、予め記憶するプログラムによる演算処理を行うことで、定期的に優先順位を更新するようにしてもよい。各蓄電装置の使用度合いを示す情報は、記憶手段に記憶されて更新されるように構成してもよいし、各蓄電装置のＥＣＵに記憶されるように構成してもよい。

運転制御手段は、優先順位決定手段によって決定された放電優先順位、充電優先順位を用いて、所定の演算プログラムによる演算処理にしたがい、放電運転、充電運転の制御を実施する。運転制御手段は、具体的には、後述する図２、図３に示すフローチャートにしたがって、充電運転、放電運転を実施する。すなわち、統合ＥＣＵ２１は、所定の演算プログラムにしたがって充放電器３を制御して、優先順位の順番に一台ずつの充電運転や放電運転を行う。これにより、同程度の定格容量を有する蓄電装置が一台ずつ充電したり放電したりするので、充電、放電の度に、電力系統５からの供給電力や電力系統５への売電電力が大きく変動しない。

太陽光発電装置は、太陽光エネルギーを得て発電する太陽電池を含む太陽光パネル１と、パワーコンディショナ１０とを備える。太陽光パネル１が太陽光エネルギーから発電する直流電力は、パワーコンディショナ１０に送られる。パワーコンディショナ１０は、太陽光パネル１で発電した直流電力を効率よく交流電力に変換する電力変換装置である。パワーコンディショナ１０に送られた電力は、交流と直流の間で電力変換されて、ブレーカ１１を介して分電盤６に送られる。

パワーコンディショナ１０とブレーカ１１の間には、電力量を検出する電力検出装置１２が設けられている。統合ＥＣＵ２１は、電力検出装置１２の検出信号を取得して、太陽光発電装置から供給される電力量を検出することができる。分電盤６には、電力会社の電力系統５の系統電力、太陽光発電装置の発電電力、各蓄電装置の蓄電電力等が供給される。分電盤６に送られた電力は、住宅一般負荷４、充放電器３等に供給され得る。住宅一般負荷４のそれぞれには、必要とする所定の供給電力量が設定されている。分電盤６は、住宅一般負荷４のそれぞれに対し、所定の供給電力量を供給する。

電力線６０は、例えば単相３線式（１本の中性線と２本の電圧線とからなる）の交流電力線である。電力線６０には、電力系統５の系統電力、太陽光発電装置の発電電力、各蓄電装置の蓄電電力等が分電盤６を介して供給される。分電盤６と電力系統５の間には、両者間を流れる電力量を検出する電力検出装置５０が設けられている。統合ＥＣＵ２１は、電力検出装置５０の検出信号を取得して、電力系統５からの供給電力量、電力系統５への逆潮流電力（売電電力量）を検出することができる。逆潮流電力としては、太陽光発電装置の発電電力、各蓄電装置の蓄電電力が供給され得る。

また、分電盤６には、例えば、主幹ブレーカ、各回路系統に流れる電流上限値を規制する漏電検知機能付きの電流ブレーカが設けられている。電力線６０には、住宅一般負荷４が接続されており、住宅一般負荷４には電力線６０を介して給電される。

電力線６１は、分電盤６と充放電器３を連結し、充放電器３から蓄電装置２，２Ａ、２Ｂのそれぞれに延出するケーブルに電気的に接続されている。分電盤６と充放電器３の間には、電力線６１を流れる電力量を検出する電力検出装置３１が設けられている。統合ＥＣＵ２１には、電力検出装置３１の検出信号が入力される。

充放電器３には、分電盤６及び電力線７１を介して、電力系統５からの系統電力や太陽光発電装置の発電電力が供給される。充放電器３は、内部の双方向インバータによって、蓄電装置２，２Ａ、２Ｂのそれぞれに対して充電だけでなく放電することも可能である。充放電器３は、例えば、充電・ＰＣＳ制御用基盤、電源変換回路、通信基盤及びＡＣ／ＤＣコンバータ等を備える。

各蓄電装置を充電する際には、電力線７１を介して供給された交流電力を双方向インバータが直流電力に変換して、蓄電装置に充電する。一方、各蓄電装置から放電する際には、各蓄電装置が蓄電している直流電力を双方向インバータが交流電力に変換して、分電盤６へ放電する。つまり、双方向インバータは、蓄電装置の充電時には交流電力を直流電力に変換し、蓄電装置の放電時には直流電力を交流電力に変換する電力変換器である。統合ＥＣＵ２１は、双方向インバータ、分電盤６を制御して、各蓄電装置への充電、電力系統５への放電（逆潮流電力）、及び住宅一般負荷４への放電を制御することができる。

次に、充放電システム１００において蓄電装置への充電要求があった場合の制御例について、図２にしたがって説明する。当該制御に係る処理は、主に統合ＥＣＵ２１によって実行される。

統合ＥＣＵ２１は、蓄電装置への充電要求があると、図２のフローチャートによる制御を開始する。例えば、ユーザーの操作による操作表示装置からの要求信号が入力された場合、太陽光発電装置の発電電力を充電する条件が成立した場合、系統電力を充電する条件が成立した場合に、充電要求があったと判断する。

太陽光発電装置の発電電力に係る充電条件は、例えば、発電電力があって住宅一般負荷４への給電が不要であり、かつ電力系統５への売電条件が成立せず、さらにいずれかの蓄電装置が充電可能状態であるときに、成立する。この場合、太陽光発電装置の発電電力は、余剰電力として捨てられるのではなく、蓄電装置に蓄電され、のちの放電時に有効に使用されることになる。系統電力を充電する条件は、例えば、住宅一般負荷４への給電が不要であって発電電力がなく、かつ系統電力の買電条件が成立し、さらにいずれかの蓄電装置が充電可能状態であるときに、成立する。この場合、比較的安価な系統電力を蓄電装置に蓄電しておくことで、のちの電力必要時に電力不足に陥ることなく電力コストを抑えることができる。なお、図２のフローチャートにしたがう充電運転時の制御は、充電要求がなくなると、強制終了する。

統合ＥＣＵ２１は、充電要求があったと判断すると、ステップＳ１０で、充電優先順位の決定を行う処理を実行する。この処理は、例えば、記憶手段に予め記憶されている充電優先順位にしたがい、制御対象とするすべての蓄電装置について、充電の優先順位を決定する。また、ステップＳ１０の処理は、各蓄電装置の使用度合いを示す情報と、予め記憶するプログラムとを用いて演算処理を行うことにより、充電の優先順位を決定するようにしてもよい。

使用度合いを示す情報は、各電池における、充電時間、充電回数等である。この情報によれば、各電池の劣化の進度を認識できる。例えば、充電優先順位は、劣化の進度が進んでいない電池から高い順に決定される。すなわち、充電優先順位は、複数台の蓄電装置のうち、特定の装置が先に劣化するのではなく、同程度の進捗で劣化するように決定される。また、ステップＳ１０の処理は、上記のように毎回決定するようにしてもよいし、あるいは所定の間隔をあけて決定して更新するようにしてもよい。

次にステップＳ２０では、ステップＳ１０で決定した充電優先順位Ｎを１番目に設定する処理を実行する。そして、ステップＳ３０で、充電優先順位１番目の蓄電装置についてＳＯＣの電池情報を取得し、当該ＳＯＣが１００％未満であるか否かを判定する。なお、ステップＳ３０での判断基準値は、予め定める基準値であり、１００％より小さい値の所定値であってもよい。

ステップＳ３０でＳＯＣが１００％未満であると判定すると、ステップＳ３５で優先順位１番目の蓄電装置に対して、充電運転を実施する。すなわち、統合ＥＣＵ２１は、優先順位１番目の電池への通電を許可するリレーをオン状態にし、充放電器３の双方向インバータに充電開始を指示する。双方向インバータは、交流電力を直流電力に変換し、直流電力が優先順位１番目の電池に供給されて充電が行われる。そしてステップＳ３０でＳＯＣが１００％になるまで、すなわち満充電になるまで充電を継続する。

ステップＳ３０でＳＯＣが１００％であると判定すると、満充電状態であるため、優先順位１番目の電池への充電を停止する（ステップＳ４０）。次にステップＳ５０で、現在の充電優先順位Ｎが、制御対象とする全台数の最下位の優先順位であるか否かを判定する。

現在、優先順位は１番目であるため、ステップＳ５０でＮＯと判定され、次にステップＳ５５で優先順位を１下げて２番目に設定する処理を実行する。そして、ステップＳ３０に進み、優先順位２番目の蓄電装置についてＳＯＣの電池情報を取得し、当該ＳＯＣが１００％未満であるか否かを判定する。ステップＳ３０でＳＯＣが１００％未満であると判定すると、統合ＥＣＵ２１は、ステップＳ３５で優先順位２番目の蓄電装置に対して、充電運転を実施する。そして、優先順位２番目の蓄電装置が満充電になると、ステップＳ４０で充電を停止し、ステップＳ５０でＮＯと判定されてステップＳ５５で優先順位を１下げて３番目に設定する処理を実行する。再び、ステップＳ３０に進み、今度は優先順位３番目の蓄電装置について、前述したステップＳ３０〜Ｓ５０の処理を実行する。

また、仮に現在充電を停止した電池の優先順位が最下位であるなら、ステップＳ５０でＹＥＳと判定される。これで全台数に対する充電制御が終了したため、ステップＳ６０で今回の充電制御で得られた充電データを記憶手段に記憶し、本制御を終了する。充電データは、例えば、各蓄電装置における充電回数、充電時間、電圧、電流、電池温度等であり、今後の充電優先順位を決定するための情報として活用される。

このように充放電システム１００における充電制御では、充電優先順位が高い蓄電装置の順に一台ずつ充電が行われることになる。このため、電力系統５から供給される系統電力を充電する場合に、供給電力が大きく変動することがない。例えば、二台の蓄電装置に同時に充電が行われるならば、二台分の供給電力が検出されることになるが、そのような事態にはならないのである。また、ステップＳ５５で、次の優先順位の蓄電装置に切り替えた場合に、統合ＥＣＵ２１は、その装置から何らかの異常や故障を検出した場合には、さらに優先順位を１下げる処理を実行し、ステップＳ３０の判定処理を実行する。また、操作表示装置は、充電制御の運転状態を表示画面に表示する。

次に、充放電システム１００において蓄電装置への放電要求があった場合の制御例について、図３にしたがって説明する。当該制御に係る処理は、主に統合ＥＣＵ２１によって実行される。

統合ＥＣＵ２１は、蓄電装置への放電要求があると、図３のフローチャートによる制御を開始する。例えば、ユーザーの操作による操作表示装置からの要求信号が入力された場合、住宅一般負荷４への放電条件が成立した場合、系統電力へ売電する条件が成立した場合に、放電要求があったと判断する。

住宅一般負荷４への放電条件は、例えば、住宅一般負荷４への給電が必要であり、かつ太陽光発電装置の発電電力がなく、さらにいずれかの蓄電装置からの放電が可能な状態であるときに、成立する。系統電力へ売電する条件は、例えば、住宅一般負荷４への給電が不要であり、売電可能な発電電力がなく、かつ系統電力の売電条件が成立し、さらにいずれかの蓄電装置が放電可能状態であるときに、成立する。この場合、蓄電装置の蓄電電力を電力系統５に売電することで、トータルの電力コストにとって経済的利益を得ることができる。なお、図３のフローチャートにしたがう放電運転時の制御は、放電要求がなくなると、強制終了する。

統合ＥＣＵ２１は、放電要求があったと判断すると、ステップＳ１００で、放電優先順位の決定を行う処理を実行する。この処理は、例えば、記憶手段に予め記憶されている放電優先順位にしたがい、制御対象とするすべての蓄電装置について、放電の優先順位を決定する。また、ステップＳ１００の処理は、各蓄電装置の使用度合いを示す情報と、予め記憶するプログラムとを用いて演算処理を行うことにより、放電の優先順位を決定するようにしてもよい。

使用度合いを示す情報は、各電池における、放電時間、放電回数等である。この情報によれば、各電池の劣化の進度を認識できる。例えば、放電優先順位は、劣化の進度が進んでいない電池から高い順に決定される。すなわち、放電優先順位は、複数台の蓄電装置のうち、特定の装置が先に劣化するのではなく、同程度の進捗で劣化するように決定される。また、ステップＳ１００の処理は、上記のように毎回決定するようにしてもよいし、あるいは所定の間隔をあけて決定して更新するようにしてもよい。

次にステップＳ２００では、ステップＳ１００で決定した放電優先順位Ｎを１番目に設定する処理を実行する。そして、ステップＳ３００で、放電優先順位１番目の蓄電装置についてＳＯＣの電池情報を取得し、当該ＳＯＣが０％より大きいか否かを判定する。なお、ステップＳ３００での判断基準値は、予め定める基準値であり、０％より大きい値の所定値であってもよい。

ステップＳ３００でＳＯＣが０％より大きいと判定すると、ステップＳ３５０で優先順位１番目の蓄電装置に対して、放電運転を実施する。すなわち、統合ＥＣＵ２１は、優先順位１番目の電池からの放電を許可するリレーをオン状態にし、充放電器３の双方向インバータに放電開始を指示する。双方向インバータは、優先順位１番目の電池の直流電力を交流電力に変換して放電する。そしてステップＳ３００でＳＯＣが０％になるまで放電を継続する。

ステップＳ３００でＳＯＣが０％であると判定すると、優先順位１番目の電池からの放電を停止する（ステップＳ４００）。次にステップＳ５００で、現在の充電優先順位Ｎが、制御対象とする全台数の最下位の優先順位であるか否かを判定する。

現在、優先順位は１番目であるため、ステップＳ５００でＮＯと判定され、次にステップＳ５５０で優先順位を１下げて２番目に設定する処理を実行する。そして、ステップＳ３００に進み、優先順位２番目の蓄電装置についてＳＯＣの電池情報を取得し、当該ＳＯＣが０％より大きいか否かを判定する。ステップＳ３００でＳＯＣが０％より大きいと判定すると、統合ＥＣＵ２１は、ステップＳ３５０で優先順位２番目の蓄電装置に対して、放電運転を実施する。そして、優先順位２番目の蓄電装置の蓄電電力が不足すると、ステップＳ４００で放電を停止し、さらにステップＳ５００でＮＯと判定されてステップＳ５５０で優先順位を１下げて３番目に設定する処理を実行する。再び、ステップＳ３００に進み、今度は優先順位３番目の蓄電装置について、前述したステップＳ３００〜Ｓ５００の処理を実行する。

また、仮に現在放電を停止した電池の優先順位が最下位であるなら、ステップＳ５００でＹＥＳと判定される。これで全台数に対する放電制御が終了したため、ステップＳ６００で今回の放電制御で得られた放電データを記憶手段に記憶し、本制御を終了する。放電データは、例えば、各蓄電装置における放電回数、放電時間、電圧、電流、電池温度等であり、今後の放電優先順位を決定するための情報として活用される。

このように充放電システム１００における放電制御では、放電優先順位が高い蓄電装置の順に一台ずつ放電が行われることになる。このため、制御対象とする複数台の蓄電装置から放電される電力が大きく変動することがない。例えば、二台の蓄電装置に同時に放電が行われるならば、二台分の放電電力が検出されることになるが、そのような事態にはならないのである。また、ステップＳ５５０で、次の優先順位の蓄電装置に切り替えた場合に、統合ＥＣＵ２１は、その装置から何らかの異常や故障を検出した場合には、さらに優先順位を１下げる処理を実行し、ステップ３００の判定処理を実行する。また、操作表示装置は、放電制御の運転状態を表示画面に表示する。

第１実施形態がもたらす作用効果を以下に述べる。第１実施形態の充放電制御装置である統合ＥＣＵ２１は、それぞれが同程度の定格容量を有する複数台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂについて、電力系統５から供給される電力を充電する充電運転と蓄電装置の蓄電電力を放電する放電運転とを制御する。統合ＥＣＵ２１は、複数台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂにおける充電運転及び放電運転のそれぞれを行う場合に、複数の装置について同時に運転することなく優先順位に応じて一台ずつ運転を実施する。

この制御によれば、統合ＥＣＵ２１は、複数台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂについて充電、放電する際に、同時に２台以上の蓄電装置を運転することなく優先順位に応じて一台ずつ運転する。さらに蓄電装置２、２Ａ、２Ｂのそれぞれは同程度の定格容量を有するため、充電、放電の毎に、充電のために電力系統５から供給される電力や外部への放電電力を大きく変動させない運転を実現できる。この作用効果によれば、例えば、複数台の蓄電装置の中に瞬時出力能力が異なる蓄電装置が含まれている場合に、システムにおいて設定された過電流保護値によって、過電流防止を実施できる装置と実施できない装置が生じるような事態を回避することができる。したがって、第１実施形態の充放電制御装置によれば、上記した課題の欄の問題を解決すべく、システムを構成する複数台の蓄電装置のすべてを過電流から確実に保護することができる。

また、蓄電装置は常に一台分の容量で運転しているため、電力系統５側からは、充放電制御装置が制御対象とする蓄電装置が一台分として判断され得る。また、ユーザーは、電力系統５に対して一台分の系統連系申請をすることができる。また、各蓄電装置として異なる容量の製品を揃える必要もない。

第１実施形態の充放電システム１００は、それぞれが同程度の定格容量を有する複数台の装置であって、電力系統５からの供給電力を充電し、蓄電電力を放電する複数台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂと、充放電制御装置（統合ＥＣＵ２１）と、を備える。充放電制御装置は、複数台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂにおける充電運転及び放電運転のそれぞれを行う場合に、複数台を同時に運転することなく優先順位に応じて一台ずつの運転を実施するように制御する。

これによれば、充放電システム１００は、同程度の定格容量を有する複数台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂについて充電、放電する際に、同時に２台以上の蓄電装置を運転することなく優先順位に応じて一台ずつ運転する。この制御によれば、複数台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂについて充電、放電を行う毎に、電力系統５から供給される電力や外部に放電電力は常に一台分の容量であるため、大きく変動しない運転を実現できる。また、上記した課題の欄の問題を解決すべく、システムを構成する複数台の蓄電装置のすべてを過電流から確実に保護する充放電システム１００を提供できる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態で説明した、充電要求があった場合の制御例及び放電要求があった場合の制御例に対する他の形態を図４、図５にしたがって説明する。第２実施形態については、充放電システム１００の構成及びその作動、作用効果は第１実施形態と同様であり、また、図４、図５のフローチャートにおいて、同じステップ符号を付したステップは、第１実施形態と同様の処理を実施するものである。

充電要求があった場合の制御例について、図４のフローチャートにしたがって説明する。本フローチャートは、図２に示す第１実施形態の制御に対して、ステップＳ２０の後にステップＳ２５の判定処理を実行する点で相違する。以下、第１実施形態の制御と異なる部分のみ説明する。

統合ＥＣＵ２１は、ステップＳ１０で決定した充電優先順位Ｎを１番目に設定する処理を実行するステップＳ２０の後に、ステップＳ２５で経済上の充電条件が成立するか否かを判定する。この判定処理では、充電優先順位Ｎ番目の蓄電装置に充電を実施した場合、経済的な利益があるか否かを判定する。すなわち、充電に要するコストが所定の判断基準に照らして許容レベルであると判断すれば、次にステップＳ３０に進み、充電可能なＳＯＣであるか否かを判定する。一方、経済的に許容レベルでないと判定すると、充電を実施することなく本制御を終了する。

経済上の充電条件は、例えば、電力系統５からの供給電力を用いて充電を行う場合には、系統電力の買価単価が所定の買価基準値よりも安価である場合には、成立すると判定し、充電を実施し、または継続する。一方、系統電力の買価単価が所定の買価基準値よりも高価である場合には、経済上の充電条件は成立しないと判定し、充電を停止する。また、例えば、太陽光発電装置からの発電電力がある場合には、経済上の充電条件は成立すると判定し、充電を実施し、または継続する。また、所定の買価基準値は、外部から取得する電力コストに関わる情報を用いて定期、または不定期に更新され、記憶手段に記憶される。

このように第２実施形態の充電制御では、充電要求があった場合に、経済性の観点から充電を実施すべきか否かの判断を行い、この判断結果によっては、充電可能なＳＯＣである蓄電装置に対して充電を行わないことになる。第２実施形態の充電制御によれば、例えば、電力系統５からの供給電力を用いて充電する場合には、系統電力の購入に要する買価に応じて、充電する蓄電装置の台数や電力量を制限する。すなわち、制限された電力量の範囲内で、充電優先順位の高い蓄電装置の順に充電を順番に実施する。したがって、次の優先順位の蓄電装置に充電を実施すると電力量の制限値を超える場合には充電を停止することになる。

次に、放電要求があった場合の制御例について、図５のフローチャートにしたがって説明する。本フローチャートは、図３に示す第１実施形態の制御に対して、ステップＳ２００の後にステップＳ２５０の判定処理を実行する点で相違する。以下、第１実施形態の制御と異なる部分のみ説明する。

統合ＥＣＵ２１は、ステップＳ１００で決定した放電優先順位Ｎを１番目に設定する処理を実行するステップＳ２００の後に、ステップＳ２５０で経済上の放電条件が成立するか否かを判定する。この判定処理では、放電優先順位Ｎ番目の蓄電装置からの放電を実施した場合、経済的な利益があるか否かを判定する。すなわち、放電によって得られる利益が所定の判断基準に照らして許容レベルであると判断すれば、次にステップＳ３００に進み、放電可能なＳＯＣであるか否かを判定する。一方、経済的に許容レベルでないと判定すると、放電を実施することなく本制御を終了する。

経済上の放電条件は、例えば、電力系統５に対して売電する場合の売価単価が所定の売価基準値よりも高価である場合には、成立すると判定し、放電を実施し、または継続する。一方、電力系統５への売価単価が所定の売価基準値よりも安価である場合には、経済上の放電条件は成立しないと判定し、放電を停止し、蓄電装置に蓄電したままにする。また、所定の買価基準値は、外部から取得する電力コストに関わる情報を用いて定期、または不定期に更新され、記憶手段に記憶される。

このように第２実施形態の放電制御では、放電要求があった場合に、経済性の観点から放電を実施すべきか否かの判断を行い、この判断結果によっては、放電可能なＳＯＣである蓄電装置に対して放電を行わないことになる。第２実施形態の放電制御によれば、例えば、電力系統５への売電によって得られる売電単価に応じて、放電する蓄電装置の台数や電力量を制限する。すなわち、制限された放電電力量の範囲内で、放電優先順位の高い蓄電装置の順に放電を順番に実施する。したがって、次の優先順位の蓄電装置に放電を実施すると電力量の制限値を超える場合には放電を停止することになる。

第２実施形態がもたらす作用効果を以下に述べる。充放電制御装置（統合ＥＣＵ２１）は、複数台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂにおける充電運転の要求があったときに、充電コストに関わる経済上の充電条件が成立する場合には、充電優先順位の高い順番に一台ずつ充電を実施していく（ステップＳ２５、Ｓ３０）。さらに、統合ＥＣＵ２１は、経済上の充電条件が成立しない場合には、充電可能な蓄電装置が残っている場合でも充電運転を終了する（ステップＳ２５）。

この制御によれば、充電のために電力系統５から供給される電力を大きく変動させない運転を実現できるとともに、電力コストに留意した経済的な充電制御を実施できる。

充放電制御装置は、複数台の蓄電装置２、２Ａ、２Ｂにおける放電運転の要求があったときに、放電の電力コストに関わる経済上の放電条件が成立する場合には、放電優先順位の高い順番に一台ずつ放電を実施していく（ステップＳ２５０、Ｓ３００）。さらに、統合ＥＣＵ２１は、経済上の放電条件が成立しない場合には、放電可能な蓄電装置が残っている場合でも放電運転を終了する（ステップＳ２５０）。

この制御によれば、電力系統５や外部機器への放電電力を大きく変動させない運転を実現できるとともに、電力コストに留意した経済的な放電制御を実施できる。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

上記実施形態では、自然エネルギーを使用して発電する発電装置として太陽光発電装置を備えるが、当該発電装置は、これに限定されない。当該発電装置は、例えば、風力発電装置、水力発電装置、潮力発電装置等であってもよい。

上記実施形態では、各構成要素間で情報を伝達する通信において、ＬＡＮ通信、ＰＬＣ通信、ＣＰＬＴ通信等を用いるが、この形態に限定されるものではなく、上記実施形態の記載とは異なる通信方法を採用してもよい。また、有線通信に限定されず、無線通信を採用することも可能である。

上記実施形態では、住宅一般負荷４が設置される建物は住宅であったが、この形態に限定されない。例えば、建物は、商業施設、公共施設、工場、倉庫等であってもよい。

２、２Ａ、２Ｂ…蓄電装置
５…電力系統
２１…統合ＥＣＵ（充放電制御装置）

Claims (4)

1. それぞれが同程度の定格容量を有する複数台の蓄電装置（２、２Ａ、２Ｂ）について、電力系統（５）から供給される電力を充電する充電運転と、前記蓄電装置に蓄電されている電力を放電する放電運転とを制御する充放電制御装置（２１）であって、
   前記複数台の蓄電装置における前記充電運転及び前記放電運転のそれぞれを行う場合に、複数の装置について同時に運転することなく優先順位に応じて一台ずつ運転を実施することを特徴とする充放電制御装置。
2. 前記複数台の蓄電装置における前記充電運転の要求があったときに、充電に要するコストに関わる予め定めた経済上の充電条件が成立する場合には、前記優先順位の高い順番に一台ずつ充電を実施していき、前記経済上の充電条件が成立しない場合には、充電可能な前記蓄電装置が残っている場合でも前記充電運転を終了することを特徴とする請求項１に記載の充放電制御装置。
3. 前記複数台の蓄電装置における前記放電運転の要求があったときに、放電による電力コストに関わる予め定めた経済上の放電条件が成立する場合には、前記優先順位の高い順番に一台ずつ放電を実施していき、前記経済上の放電条件が成立しない場合には、放電可能な前記蓄電装置が残っている場合でも前記放電運転を終了することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充放電制御装置。
4. それぞれが同程度の定格容量を有する複数台の装置であって、電力系統（５）から供給される電力を充電し、蓄電している電力を放電する複数台の蓄電装置（２、２Ａ、２Ｂ）と、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の充放電制御装置（２１）と、
   を備えることを特徴とする充放電システム。

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