JP2015211618A - 蓄電池制御装置および蓄電池の制御方法 - Google Patents

Abstract

【目的】突出したピーク電力が生じることを回避することが可能な蓄電池制御装置を提供する。
【構成】蓄電池制御装置１００は、商用電力系統から供給される電力のピーク電力設定値を超える超過分の電力を放電する蓄電池のＳＯＣが電力消費量のピーク時間帯における経過時間に応じて低下するＳＯＣ低下係数を有する関数を用いて、ピーク時間帯における経過時間に応じた蓄電池装置の基準ＳＯＣを演算する基準ＳＯＣ演算部６０と、かかる経過時間を経過時における蓄電池装置の実際に使用可能な有効ＳＯＣと演算された基準ＳＯＣとの関係に応じて、ピーク電力設定値を可変に制御する可変制御部６４と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電池制御装置および蓄電池の制御方法に関し、例えば、商用電力系統（系統電源）から供給される電力がピークカット電力を超えないように超過分の電力を補う蓄電池制御装置および蓄電池の制御方法に関する。

現在、日本では、電力会社が提供する商用電力系統から供給される電力使用料金を、予め決められた基本料金と電力使用量に応じた従量料金との合計によって定めている。また、かかる基本料金は、過去１年間における供給電力の最大値（ピーク電力）によって決定される。ピーク電力は、単位時間（３０分）あたりの平均電力で定義される。かかる条件のもと、電気事業者は電力会社から電力を購入し、購入した電力を一般家庭等の複数の需要家（負荷）へと電力を供給する取り組みが行われている。そして、電気事業者は、ピーク電力が大きくならないように、予め上限電力（ピークカット電力）を設定し、電力需要が大きいときには設定された上限電力を超えないように商用電力系統とは別系統から電力を負荷側に供給するシステムを市場に導入している。

かかる別系統の電力源として、蓄電池を用いたシステムの導入が行われている。かかるシステムでは、需要電力が上述とは別の設定された上限電力に満たない場合には、商用電力系統からの電力を蓄電池に充電し、電力需要が設定された上限電力を超えるような場合には放電するように制御される（例えば、特許文献１参照）。かかる制御により商用電力系統から供給される電力のピークカットを行っている。

しかしながら、従来の蓄電池の制御手法では、電力需要のピーク時間帯の途中で蓄電池の蓄電量が尽きてしまい、ピーク時間帯におけるその後の上限電力を超える電力が商用電力系統から供給されてしまうといった事態が発生していた。その結果、商用電力系統から供給されるピーク電力が、設定された上限電力よりも大幅に大きくなってしまう場合があるといった問題があった。過去１年間において、わずかな期間であっても、ピーク電力が突出すると、次年度１年間の基本料金がかかる突出したピーク電力に応じた料金となる。そのため、上述した事態が生じると次年度１年間の基本料金が大幅に値上げされた高い料金に設定されてしまい、高くなった分の料金は需要家へ転嫁せざるを得えない状況になってしまうといった問題があった。

特開２０１３−１４３８６６号公報

そこで、本発明の一態様は、上述した問題点を克服すべく、突出したピーク電力が生じることを回避することが可能な蓄電池制御装置および制御方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の蓄電池制御装置は、
商用電力系統から供給される電力の上限設定値を超える超過分の電力を放電する蓄電池の蓄電残量率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が電力消費量のピーク時間帯における経過時間に応じて低下する蓄電残量率低下係数を有する関数を用いて、ピーク時間帯における経過時間に応じた蓄電池装置の基準蓄電残量率を演算する基準蓄電残量率演算部と、
かかる経過時間を経過時における蓄電池装置の実際に使用可能な有効蓄電残量率と演算された基準蓄電残量率との関係に応じて、上限設定値を可変に制御する可変制御部と、
を備えたことを特徴とする。

また、かかる経過時間を経過時における蓄電池装置の実際の蓄電残量率から放電を終止する放電終止蓄電残量率を差し引いた有効蓄電残量率を演算する有効蓄電残量率演算部をさらに備え、
可変制御部は、
基準蓄電残量率から第１のマージン率を差し引いた差分値が有効蓄電残量率よりも大きいかどうかを判定する第１の判定部と、
差分値が有効蓄電残量率よりも大きい場合に、上限設定値に第１の補正電力値を加算する加算部と、
を有すると好適である。

また、可変制御部は、
基準蓄電残量率に第２のマージン率を加算した加算値が有効蓄電残量率よりも小さいかどうかを判定する第２の判定部と、
加算値が有効蓄電残量率よりも小さい場合に、上限設定値から第２の補正電力値を差し引く減算部と、
をさらに有すると好適である。

また、可変制御部は、差分値が有効蓄電残量率よりも大きくなく、加算値が有効蓄電残量率よりも小さくない場合に、現在設定されている上限設定値の値を維持するように制御すると好適である。

本発明の一態様の蓄電池の制御方法は、
商用電力系統から供給される電力の上限設定値を超える超過分の電力を放電する蓄電池の蓄電残量率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が電力消費量のピーク時間帯における経過時間に応じて低下する蓄電残量率低下係数を有する関数を用いて、ピーク時間帯における経過時間に応じた蓄電池装置の基準蓄電残量率を演算する工程と、
かかる経過時間を経過時における蓄電池装置の実際に使用可能な有効蓄電残量率と演算された基準蓄電残量率との関係に応じて、上限設定値を可変に制御する工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、かかる経過時間を経過時における蓄電池装置の実際の蓄電残量率から放電を終止する放電終止蓄電残量率を差し引いた有効蓄電残量率を演算する工程をさらに備え、
かかる上限設定値を可変に制御する工程は、内部工程として、
基準蓄電残量率から第１のマージン率を差し引いた差分値が有効蓄電残量率よりも大きいかどうかを判定する工程と、
差分値が有効蓄電残量率よりも大きい場合に、上限設定値に第１の補正電力値を加算する工程と、
を有すると好適である。

本発明の一態様によれば、電力需要のピーク時間帯の途中で蓄電池の蓄電量が尽きてしまうことを回避できる。よって、突出したピーク電力が生じることを回避できる。よって、電力使用料金の大幅な値上げを回避できる。

実施の形態１における電力供給システムの構成を示す図である。 実施の形態１における電力需要と時刻との関係の一例を示す図である。 実施の形態１における蓄電池の制御方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における理想放電推移の一例を示す。 ピーク時間帯（１），（２）の間の時間帯を省略した、実施の形態１における放電推移の一例を示す図である。 実施の形態１におけるピーク時間帯付近の電力需要とピークカット電力と時刻との関係の一例を示す図である。 実施の形態１における充電電力を説明するための図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における電力供給システムの構成を示す図である。図１において、電力供給システム５００は、蓄電池装置１０、系統電源３０（商用電力系統）、電圧変換器（トランス）４０、測定器（ＣＴ）４２、及び蓄電池制御装置１００を備えている。系統電源３０からは、例えば、６０００Ｖ以上の高圧の電力が供給され、トランス４０で電圧変換を行って、一般家庭等の需要家からなる複数の負荷２０で使用可能な電圧（例えば２１０Ｖ）に変換される。そして、変換された電力が複数の負荷２０に供給される。その際、系統電源３０から受電する電流は、ＣＴ４２で常時測定されている。ＣＴ４２では、トランス４０の２次側の電流を計測し、後述する例えば高速応答タイプのトランスデューサ１６２にて電力に変換する。ＣＴ４２で測定された電流値は、蓄電池制御装置１００に出力される。また、予め設定された上限電力（ピークカット電力）を超える分の電力は、蓄電池装置１０から放電される。以下、蓄電残量率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）については、「ＳＯＣ」と示す。

蓄電池制御装置１００内には、比較器５０、ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御回路５２、符号反転回路５４、リミッタ回路５６、スイッチ５８、制御回路１１０、磁気ディスク装置等の記憶装置１１４、比較器１５０、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５２、符号反転回路１５４、リミッタ回路１５６、スイッチ１５８、切替スイッチ１６０、及びトランスデューサ（ＴＲＤ）１６２が配置される。

制御回路１１０内には、基準ＳＯＣ（αｏｔ）演算部６０、有効ＳＯＣ（α１）演算部６２、可変制御部６４、カウンタ回路７６、管理部７８，７９、及びメモリ１１２が配置される。αｏｔ演算部６０、α１演算部６２、可変制御部６４、カウンタ回路７６、及び管理部７８，７９といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。制御回路１１０内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ１１２に記憶される。また、αｏｔ演算部６０、α１演算部６２、可変制御部６４、カウンタ回路７６、及び管理部７８，７９の少なくとも１つがソフトウェアで構成される場合には、ＣＰＵ或いはＧＰＵといった計算器が配置される。

可変制御部６４内には、判定部６５，６６，６８、減算部７０、加算部７２、及び設定部７４が配置される。判定部６５，６６，６８、減算部７０、加算部７２、及び設定部７４といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。可変制御部６４内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ１１２に記憶される。

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。電力供給システム５００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。

図２は、実施の形態１における電力需要と時刻との関係の一例を示す図である。図２において、縦軸に電力需要（ｋＷ）を示し、横軸に１日における時刻（Ｈ）を示している。図２の例では、電力供給システム５００から電力が供給される複数の負荷２０における１日あたりの電力需要が示されている。例えば、朝７時頃に電力需要が第１回目のピーク（１）を迎える。その後、消費電力は低下し、夕方１７時頃から電力需要が第２回目のピーク（２）を迎える。そして、２３時頃から消費電力は低下し、翌朝まで電力需要は低い状態を維持する。かかるケースにおいて、第１回目のピーク（１）と第２回目のピーク（２）において消費電力（電力需要）が予め設定しておいたピークカット電力Ｐ０を超える。そのため、かかる時間帯において、蓄電池装置１０が放電し、ピークカット電力Ｐ０を超える電力を賄えばよい。従来のシステムでは、単純に系統電源３０からの供給をカットするためのピークカット電力Ｐ０（上限電力）を超える電力をそのまま放電していたため、上述したように、電力需要のピーク時間帯の途中で蓄電池の蓄電量が尽きてしまうといった問題を抱えていた。そこで、実施の形態１では、かかる電力需要のピーク時間帯（１）（２）において、蓄電池装置１０が放電を継続できるように制御する。

ここで、比較器５０、ＰＩ制御回路５２、符号反転回路５４、リミッタ回路５６、及びスイッチ５８は、蓄電池装置１０の放電時における回路を示している。放電時は、管理部７８が、スイッチ１６０を放電側に接続するように制御する。これにより、ＣＴ４２で測定された系統電源３０から受電した電流値をトランスデューサ１６２で電力変換した電力値が比較器５０に入力される。トランスデューサ１６２では、例えば、サンプリング周期が例えば数４０〜５０ｍｓｅｃで系統電源３０から購入した受電電力を比較器５０に出力する。

記憶装置１１４には、現状設定されているピークカット電力Ｐ０が格納されている。そして、比較器５０では、記憶装置１１４から現状設定されているピークカット電力Ｐ０を入力する。そして、ピークカット電力Ｐ０から系統電源３０からの受電電力を差し引いた差分値（偏差ｅ：超過分の電力）を演算し、ＰＩ制御回路５２に出力する。

ＰＩ制御回路５２では、差分値（偏差ｅ：超過分の電力）を入力し、ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御を行って系統電源３０からの受電電力がピークカット電力Ｐ０により近づくように制御する信号を出力する。そして、出力された信号を符号反転回路５４に出力する。

符号反転回路５４では、ＰＩ制御回路５２から信号を入力し、ＰＩ出力信号の符号を反転させて出力する。実施の形態１では、蓄電池装置１０への入力信号が正（＋）である場合は放電、負（−）である場合は充電として扱うように制御されている。そのため、比較器５０の出力である偏差ｅが負の場合、蓄電池装置１０から放電させるために正（＋）の信号に変換する。

リミッタ回路５６は、符号反転回路５４から信号を入力し、上限値を超える場合には値を制限して出力する。リミッタ回路５６により、例えば、入力信号（超過分の電力）が蓄電池装置１０の定格を超える場合（能力以上の暴走）等を回避できる。

スイッチ５８は、管理部７８が、放電動作時のみＯＮ（閉）となるように制御される。ここでは、電力需要のピーク時間帯（１）（２）において、スイッチ５８はＯＮ（閉）となる。その他の時間帯はＯＦＦ（開）となる。これにより、蓄電池装置１０の異常時を含む低負荷時の自己放電等を防ぐことができる。スイッチ５８がＯＮの場合に、蓄電池装置１０はリミッタ回路５６の出力信号（放電指示電力信号）を入力する。

そして、蓄電池装置１０は、入力された放電指示電力信号に応じて、かかる電力需要のピーク時間帯（１）（２）において、超過分の電力を放電する。ここで、実施の形態１では、設定されるピークカット電力Ｐ０を可変に制御することで、蓄電池装置１０の放電量を制御して、電力需要のピーク時間帯の途中で蓄電池の蓄電量が尽きてしまうことを防止する。

図３は、実施の形態１における蓄電池の制御方法の要部工程を示すフローチャート図である。図３において、実施の形態１における蓄電池の制御方法は、ピークカット電力設定値（Ｐ０）設定工程（Ｓ１０２）と、判定工程（Ｓ１０４）と、基準ＳＯＣ（αｏｔ）演算工程（Ｓ１０６）と、有効ＳＯＣ（α１）演算工程（Ｓ１０８）と、可変制御工程（Ｓ１１０）と、判定工程（Ｓ１３２）と、判定工程（Ｓ１３４）と、判定工程（Ｓ１４０）と、充電工程（ｓ１４２）と、いう一連の工程を実施する。また、可変制御工程（Ｓ１１０）は、その内部工程として、判定工程（Ｓ１１２）と、判定工程（Ｓ１１４）と、減算工程（Ｓ１１６）と、判定工程（Ｓ１２４）と、加算工程（Ｓ１２６）と、ピークカット電力Ｐ０再設定工程（Ｓ１３０）と、いう一連の工程を実施する。

ピークカット電力設定値（Ｐ０）設定工程（Ｓ１０２）として、設定部７４は、まず、ピークカット電力Ｐ０の初期値を設定する。ピークカット電力Ｐ０の初期値は、例えば、昨年の基本料金の基準となった電力を用いてもよい。或いは、基本料金を下げることを目的に、昨年の基本料金の基準となった電力よりも小さい値を設定してもよい。

判定工程（Ｓ１０４）として、管理部７８は、現在の時刻がピーク時間帯かどうかを判定する。現在の時刻がピーク時間帯の場合は、基準ＳＯＣ（αｏｔ）演算工程（Ｓ１０６）に進む。現在の時刻がピーク時間帯でない場合は、判定工程（Ｓ１０４）に戻り、ピーク時間帯になるまで判定処理を繰り返す。

基準ＳＯＣ（αｏｔ）演算工程（Ｓ１０６）として、αｏｔ演算部６０は、関数を用いて、ピーク時間帯における経過時間Δｔ（Ｈ）に応じた蓄電池装置１０の基準ＳＯＣ（αｏｔ）を演算する。かかる関数は、蓄電池装置１０のＳＯＣが電力消費量のピーク時間帯における経過時間（Δｔ）に応じて低下するＳＯＣ低下係数を有する。かかる関数は、次の式（１）で定義される。
（１） αｏｔ＝｛ΔＳＯＣ／（ΣＴ×６）｝・（Δｔ×６）＋ＳＯＣ１

ここで、使用可能蓄電率（ΔＳＯＣ）は、最大充電蓄電率（ＳＯＣ１）と、放電終止蓄電率（ＳＯＣ２）を用いて次の式（２）で定義される。なお、ＳＯＣ１は定期充電終了後のＳＯＣ値を示し、１００％未満の場合もあり得る。放電終止蓄電率（ＳＯＣ２）は、蓄電池装置１０の構成上それ以上の放電が困難である設計上の蓄電率を示し、１０％より大きな値となる。例えば、１５％程度となる。
（２）ΔＳＯＣ＝ＳＯＣ１−ＳＯＣ２

また、ΣＴは、ピーク時間帯（１）（２）の合計時間（Ｈ）を示す。

図４は、実施の形態１における理想放電推移の一例を示す。図４において、第１のピーク時間帯（１）の前に蓄電池装置１０のＳＯＣを最大充電蓄電率（ＳＯＣ１）になるように充電しておく。そして、第１のピーク時間帯（１）では、式（１）のＳＯＣ低下係数｛ΔＳＯＣ／（ΣＴ×６）｝に従って経過時間Δｔに応じて蓄電池装置１０のＳＯＣが低下する。そして、第１のピーク時間帯（１）が終了し、蓄電池装置１０のＳＯＣがＳＯＣ’になる。そして、かかる状態を第２のピーク時間帯（２）が到来するまで維持する。そして、第２のピーク時間帯（２）では、同じ傾きとなるＳＯＣ低下係数｛ΔＳＯＣ／（ΣＴ×６）｝に従って経過時間（Δｔ）に応じて蓄電池装置１０のＳＯＣが低下する。そして、第２のピーク時間帯（２）が終了した時点で蓄電池装置１０のＳＯＣが放電終止蓄電率（ＳＯＣ２）付近になる。かかる状態になるようにＳＯＣ低下係数｛ΔＳＯＣ／（ΣＴ×６）｝が設定される。

有効ＳＯＣ（α１）演算工程（Ｓ１０８）として、α１演算部６２は、ピーク時間帯（１）（２）における経過時間Δｔを経過時における蓄電池装置１０の実際のＳＯＣから放電を終止する放電終止ＳＯＣを差し引いた有効ＳＯＣ（α１）を演算する。有効ＳＯＣ（α１）は、現在の実ＳＯＣと放電終止蓄電率（ＳＯＣ２）を用いて次の式（３）で定義される。
（３） α１＝実ＳＯＣ−ＳＯＣ２

よって、蓄電池装置１０の実ＳＯＣが図４に示す理想放電推移上を進めば、電力需要のピーク時間帯（１）（２）の途中で蓄電池装置１０の有効ＳＯＣ（α１）が尽きてしまうことを防止できると共に、第２のピーク時間帯（２）が終了した時点で蓄電池装置１０の実ＳＯＣが放電終止蓄電率（ＳＯＣ２）になるように無駄の無い効率的な放電ができる。しかし、実際には理想通りには進まない。そこで、実施の形態１では、かかる理想放電推移に近づくように、設定されたピークカット電力設定値（Ｐ０）を可変に制御する。

可変制御工程（Ｓ１１０）として、可変制御部６４は、経過時間（Δｔ）を経過時における蓄電池装置１０の実際に使用可能な有効ＳＯＣ（α１）と演算された基準ＳＯＣ（αｏｔ）との関係に応じて、設定されたピークカット電力設定値（Ｐ０）（上限設定値）を可変に制御する。

図５は、ピーク時間帯（１），（２）の間の時間帯を省略した、実施の形態１における放電推移の一例を示す図である。図５に示すように、最大充電蓄電率ＳＯＣ１に充電された蓄電池装置１０は、ピーク時間帯に入ると、理想的には直線Ａに示す傾きに沿って実ＳＯＣが低下する。しかし、実際には曲線Ｃに示すように実ＳＯＣが低下する。そのまま、放電を続けると、曲線Ｃに示すようにピーク時間帯の途中で蓄電池装置１０の有効ＳＯＣ（α１）が尽きてしまう場合が生じる。実施の形態１では、ピークカット電力設定値（Ｐ０）にプラスマージン（ΔＰ２）及びマイナスマージン（ΔＰ１）を設定して変化させる。これにより、蓄電池装置１０の放電量を可変に制御し、実ＳＯＣを例えば曲線Ｂに示すように変化させる。具体的には以下のように動作させる。

判定工程（Ｓ１１２）として、判定部６５は、現在の実ＳＯＣが放電終止蓄電率（ＳＯＣ２）より小さいかどうかを判定する。小さい場合には、判定工程（Ｓ１４０）に進む。小さくない場合には判定工程（Ｓ１１４）に進む。

判定工程（Ｓ１１４）として、判定部６６（第２の判定部）は、基準ＳＯＣ（αｏｔ）にマージン率（Ｍ１）（第２のマージン率）を加算した加算値が有効ＳＯＣ（α１）よりも小さいかどうかを判定する。小さい場合には、減算工程（Ｓ１１６）へ進む。小さく無い場合には判定工程（Ｓ１２４）に進む。

減算工程（Ｓ１１６）として、減算部７０は、加算値が有効ＳＯＣ（α１）よりも小さい場合に、初期値のピークカット電力設定値（Ｐ０）（上限設定値）から補正電力値（ΔＰ１）（第２の補正電力値）を差し引いた新たなピークカット電力設定値（Ｐ０）を演算する。基準ＳＯＣ（αｏｔ）にマージン率（Ｍ１）（第２のマージン率）を加算した加算値が有効ＳＯＣ（α１）よりも小さい場合、まだ蓄電池装置１０の有効ＳＯＣ（α１）に余裕がある状態となる。そこで、かかる場合には、ピークカット電力設定値（Ｐ０）を小さくして、蓄電池装置１０の放電量を増やす。逆にかかる操作により系統電源３０からの受電電力を小さくできる。

判定工程（Ｓ１２４）として、判定部６８（第１の判定部）は、基準ＳＯＣ（αｏｔ）からマージン率（Ｍ２）（第１のマージン率）を差し引いた差分値が有効ＳＯＣ（α１）よりも大きいかどうかを判定する。大きい場合には加算工程（Ｓ１２６）に進む。大きくない場合にはピークカット電力設定値（Ｐ０）再設定工程（Ｓ１３０）に進む。

加算工程（Ｓ１２６）として、加算部７２は、差分値が有効ＳＯＣ（α１）よりも大きい場合に、初期値のピークカット電力設定値（Ｐ０）（上限設定値）に補正電力値（ΔＰ２）（第１の補正電力値）を加算した新たなピークカット電力設定値（Ｐ０）を演算する。基準ＳＯＣ（αｏｔ）からマージン率（Ｍ２）（第１のマージン率）を差し引いた差分値が有効ＳＯＣ（α１）よりも大きい場合、蓄電池装置１０の有効ＳＯＣ（α１）は理想値よりも早く放電が進んでいることを示す。言い換えれば、余裕が無い状態となる。そこで、かかる場合には、ピークカット電力設定値（Ｐ０）を大きくして、蓄電池装置１０の放電量を減らす。逆にかかる操作により系統電源３０からの受電電力が大きくなる。

なお、可変制御部６４は、差分値が有効ＳＯＣ（α１）よりも大きくなく、加算値が有効ＳＯＣ（α１）よりも小さくない場合に、現在設定されているピークカット電力設定値（Ｐ０）の値を維持するように制御する。言い換えれば、有効ＳＯＣ（α１）が、基準ＳＯＣ（αｏｔ）を挟んでプラス側マージン率（Ｍ１）とマイナス側マージン率（Ｍ２）との間の値である場合には、現在設定されているピークカット電力設定値（Ｐ０）をそのまま維持する。

ピークカット電力設定値（Ｐ０）再設定工程（Ｓ１３０）として、設定部７４は、上述した各条件で演算された新たなピークカット電力設定値（Ｐ０）を現在のピークカット電力設定値（Ｐ０）に上書きすることで再設定する。これにより、ピークカット電力設定値（Ｐ０）が可変される。

判定工程（Ｓ１３２）として、管理部７８は、現在の時刻がピーク時間帯かどうかを判定する。現在の時刻がピーク時間帯の場合は、判定工程（Ｓ１３４）に進む。現在の時刻がピーク時間帯でない場合は、判定工程（Ｓ１４０）に進む。

判定工程（Ｓ１３４）として、カウンタ回路７６は、基準ＳＯＣ（αｏｔ）演算工程（Ｓ１０６）から現在までの経過時間（ｔ’）を計測する。そして、管理部７９は、計測された経過時間（ｔ’）が可変制御の繰り返し更新周期Ｓ’の時間（ｔ０）を経過したかどうかを判定する。経過していない場合には、経過するまで判定工程（Ｓ１３４）に戻る。経過した場合には、基準ＳＯＣ（αｏｔ）演算工程（Ｓ１０６）に戻る。そして、現在の時刻がピーク時間帯でなくなるまで基準ＳＯＣ（αｏｔ）演算工程（Ｓ１０６）から判定工程（Ｓ１３４）までの各工程を繰り返す。例えば、繰り返し更新周期Ｓ’の時間（ｔ０）を１０分と設定した場合、１０分毎に、基準ＳＯＣ（αｏｔ）演算工程（Ｓ１０６）から判定工程（Ｓ１３４）までの各工程が実施される。言い換えれば、１０分毎に、ピークカット電力設定値（Ｐ０）が可変制御される。

図６は、実施の形態１におけるピーク時間帯付近の電力需要とピークカット電力と時刻との関係の一例を示す図である。電力需要がピークカット電力の初期値を超えるピーク時間帯では、可変制御演算が繰り返し実行されるので、基準ＳＯＣ（αｏｔ）、及び有効ＳＯＣ（α１）が繰り返し更新周期Ｓ’で変動する。かかる変動に応じてピークカット電力設定値（Ｐ０）が繰り返し更新周期Ｓ’で可変され得る。図６に示すように、ピークカット電力設定値（Ｐ０）が小さくなれば、例えば、単位時間（３０分）あたりの平均電力を小さくすることができる。一方、ピークカット電力設定値（Ｐ０）が大きくなれば、例えば、単位時間（３０分）あたりの平均電力が大きくなる。しかし、電力需要のピーク時間帯の途中で蓄電池装置１０の蓄電量が尽きてしまい、ピーク時間帯におけるその後に、ピークカット電力設定値（Ｐ０）よりも大幅に大きい電力が系統電源３０から供給されてしまうといった事態を回避できる。その結果、単位時間（３０分）あたりの平均電力が大きくなってしまう場合でもその上昇分を低く抑えることができる。

また、判定工程（Ｓ１３２）において現在の時刻がピーク時間帯の場合は、管理部７８は、スイッチ５８をＯＦＦ（開）にする。

次に、判定工程（Ｓ１４０）として、管理部７８は、現在の時刻が充電時間帯かどうかを判定する。電力消費量が低く、例えば夜間電力料金割引が適用される時間帯、例えば、午前３時から６時の間を充電時間として設定する。現在の時刻が充電時間帯でない場合には、判定工程（Ｓ１４０）に戻り、充電時間帯に入るまで判定を繰り返す。現在の時刻が充電時間帯である場合に充電工程（Ｓ１４２）に進む。

充電工程（Ｓ１４２）として、蓄電池装置１０の充電を実施する。ここで、比較器１５０、ＬＰＦ１５２、符号反転回路１５４、リミッタ回路１５６、及びスイッチ１５８は、蓄電池装置１０の充電時における回路を示している。充電時は、管理部７８が、スイッチ１６０を充電側に接続するように制御する。これにより、ＣＴ４２で測定された系統電源３０から受電した電流値をトランスデューサ１６２で電力変換した電力値がＬＰＦ１５２を介して比較器１５０に入力される。

記憶装置１１４には、初期値のピークカット電力Ｐ０が格納されている。そして、比較器５０では、記憶装置１１４から初期値のピークカット電力Ｐ０を入力する。そして、ピークカット電力Ｐ０から系統電源３０からの受電電力を差し引いた差分値（偏差ｅ：超過分の電力）を演算し、符号反転回路１５４に出力する。充電時は、フィードバック制御を高精度に行う必要がないので放電時のようなＰＩ制御回路を省略しても構わない。また、ＬＰＦ１５２についても省略しても構わない。

符号反転回路１５４では、比較器１５０から信号を入力し、符号を反転させて出力する。蓄電池装置１０に充電させるために負（−）の信号に変換する。

リミッタ回路１５６は、符号反転回路１５４から信号を入力し、上限値を超える場合には値を制限して出力する。リミッタ回路１５６により、例えば、入力信号（超過分の電力）が蓄電池装置１０の定格を超える場合（能力以上の暴走）等を回避できる。

スイッチ１５８は、管理部７８が、充電動作時のみＯＮ（閉）となるように制御される。ここでは、設定された充電時間帯において、スイッチ１５８はＯＮ（閉）となる。その他の時間帯はＯＦＦ（開）となる。これにより、蓄電池装置１０の異常時を含む低負荷時や自己放電等を防ぐことができる。スイッチ１５８がＯＮの場合に、蓄電池装置１０はリミッタ回路１５６の出力信号（充電指示電力信号）を入力する。

図７は、実施の形態１における充電電力を説明するための図である。充電時は、元々、電力需要が初期値のピークカット電力設定値（Ｐ０）を超えない時間帯に設定されているので、充電によってピークカット電力設定値（Ｐ０）を超えないようにすればよい。ピークカット電力設定値（Ｐ０）を下回る電力量（Ｓ）が蓄電池装置１０の充電に使用されればよい。図７の例では、３時前の時間帯の消費電力がピークカット電力設定値（Ｐ０）であるように示されているが、もっと小さくても良いことは言うまでもない。

以上のように実施の形態１によれば、電力需要のピーク時間帯の途中で蓄電池装置１０の蓄電量が尽きてしまうことを回避できる。よって、突出したピーク電力が生じることを回避できる。よって、電力使用料金の大幅な値上げを回避できる。また、消費電力が少ない深夜から朝方までの間に充電することで安い電力を使用できる。よって、充電時の安い電力を電力料金が高いピーク時間帯に使用することでピークシフトを行うことができる。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての蓄電池制御装置および蓄電池の制御方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ 蓄電池装置
２０ 負荷
３０ 系統電源
４０ トランス
４２ ＣＴ
５０，１５０ 比較器
５２ ＰＩ制御回路
５４，１５４ 符号反転回路
５６，１５６ リミッタ回路
５８，１５８ スイッチ
６０ αｏｔ演算部
６２ α１演算部
６４ 可変制御部
６５，６６，６８ 判定部
７０ 減算部
７２ 加算部
７４ 設定部
７６ カウンタ回路
７８，７９ 管理部
１００ 蓄電池制御装置
１１０ 制御回路
１１２ メモリ
１１４ 記憶装置
１５２ ＬＰＦ
１６０ 切替スイッチ
１６２ トランスデューサ
５００ 電力供給システム

Claims (6)

1. 商用電力系統から供給される電力の上限設定値を超える超過分の電力を放電する蓄電池の蓄電残量率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が電力消費量のピーク時間帯における経過時間に応じて低下する蓄電残量率低下係数を有する関数を用いて、前記ピーク時間帯における経過時間に応じた前記蓄電池装置の基準蓄電残量率を演算する基準蓄電残量率演算部と、
   前記経過時間を経過時における前記蓄電池装置の実際に使用可能な有効蓄電残量率と演算された前記基準蓄電残量率との関係に応じて、前記上限設定値を可変に制御する可変制御部と、
   を備えたことを特徴とする蓄電池制御装置。
2. 前記経過時間を経過時における前記蓄電池装置の実際の蓄電残量率から放電を終止する放電終止蓄電残量率を差し引いた前記有効蓄電残量率を演算する有効蓄電残量率演算部をさらに備え、
   前記可変制御部は、
   前記基準蓄電残量率にから第１のマージン率を差し引いた差分値が前記有効蓄電残量率よりも大きいかどうかを判定する第１の判定部と、
   前記差分値が前記有効蓄電残量率よりも大きい場合に、前記上限設定値に第１の補正電力値を加算する加算部と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の蓄電池制御装置。
3. 前記可変制御部は、
   前記基準蓄電残量率に第２のマージン率を加算した加算値が前記有効蓄電残量率よりも小さいかどうかを判定する第２の判定部と、
   前記加算値が前記有効蓄電残量率よりも小さい場合に、前記上限設定値から第２の補正電力値を差し引く減算部と、
   をさらに有することを特徴とする請求項２記載の蓄電池制御装置。
4. 前記可変制御部は、前記差分値が前記有効蓄電残量率よりも大きくなく、前記加算値が前記有効蓄電残量率よりも小さくない場合に、現在設定されている前記上限設定値の値を維持するように制御することを特徴とする請求項３記載の蓄電池制御装置。
5. 商用電力系統から供給される電力の上限設定値を超える超過分の電力を放電する蓄電池の蓄電残量率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が電力消費量のピーク時間帯における経過時間に応じて低下する蓄電残量率低下係数を有する関数を用いて、前記ピーク時間帯における経過時間に応じた前記蓄電池装置の基準蓄電残量率を演算する工程と、
   前記経過時間を経過時における前記蓄電池装置の実際に使用可能な有効蓄電残量率と演算された前記基準蓄電残量率との関係に応じて、前記上限設定値を可変に制御する工程と、
   を備えたことを特徴とする蓄電池の制御方法。
6. 前記経過時間を経過時における前記蓄電池装置の実際の蓄電残量率から放電を終止する放電終止蓄電残量率を差し引いた前記有効蓄電残量率を演算する工程をさらに備え、
   前記上限設定値を可変に制御する工程は、内部工程として、
   前記基準蓄電残量率から第１のマージン率を差し引いた差分値が前記有効蓄電残量率よりも大きいかどうかを判定する工程と、
   前記差分値が前記有効蓄電残量率よりも大きい場合に、前記上限設定値に第１の補正電力値を加算する工程と、
   を有することを特徴とする請求項５記載の蓄電池の制御方法。

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