JP2016063626A - 電力制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の蓄電装置が並列に接続された配電網の上限電流値を超えないように、複数の蓄電装置の充電または放電の動作を行うこと。【解決手段】蓄電部１２５は、入力電力の少なくとも一部を蓄える。入力電力は、電力網２００から配電網１１０を介して入力される電力である。電力分配部１２３は、入力電力を、充電に用いる電力である充電電力と、充電電力以外の電力である通過電力とに分配する。充電部１２４は、蓄電部１２５が充電できる場合に、充電電力を蓄電部１２５へ充電する。放電部１２６は、蓄電部１２５が放電できる場合に、蓄電部１２５に蓄えられている電力を放電し、放電電力として出力する。電力混合部１２８は、通過電力および放電電力を混合して、出力電力として、電力消費装置３００へ出力する。充放電制御部１２７は、充電部１２４の充電動作および放電部１２６の放電動作を制御する。【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、電力の供給源である電力網に接続された配電網と、電力を消費する電力消費装置および配電網に接続された複数の蓄電装置とを備えた電力制御システムに関する。

近年、省電力化の志向が、電力利用者に広く高まっている。これに伴って、消費電力の上昇を抑制することや、相対的に電気料金が安い夜間の電力を充電し昼間に放電することにより、相対的に電気料金が高い昼間の電力消費を抑制する電源装置が普及してきている。

この電源装置は、電力を蓄電部に蓄えておき、必要に応じて蓄電部から電力を供給する装置である。電源装置では、一般的には、大きな電力を蓄電できる大容量蓄電部を備えている方が、経済的に優位である。一方、電源装置の設置場所の制約や、電源装置の初期導入コストの増大等の問題から、比較的小さな蓄電部を順次導入することが多い。このことは、電源装置は、複数の蓄電部が互いに並列に接続された状態で使用される場合が多いと言い替えることができる。

このように、複数の蓄電部が並列に接続された電源装置が同時に充電を開始した場合、電源装置全体の消費電力が増大するとともに、電源装置が接続された配電網への系統からの供給電力が上限電力値を超える恐れがある。

この問題を解決するために、例えば、特許文献１〜３に記載の技術が開示されている。

特許文献１には、電力制御装置として、複数の蓄電部各々の状態を検出し、この検出結果に基づいて各蓄電部に流れる電流を個別に制御する技術が、開示されている。

特許文献２には、電力システムの電力制限装置として、モータに接続された蓄電装置に流れる電流を次のように制御する技術が、開示されている。すなわち、特許文献２では、モータが駆動源として機能する場合、蓄電装置を流れる電流を、複数の蓄電部各々の電力制限値の和に基づいて、制御する。また、モータが駆動源として機能する場合、蓄電装置を流れる電流を、複数の蓄電部の電力制限値のうちで大きい方の２倍を超えないように、制御する。

特許文献３には、充放電制御装置等として、系統の電圧を監視し、系統の電圧が低下した場合に蓄電池が放電するように制御する技術が、開示されている。

なお、本発明に関連する技術が、さらに、特許文献４に開示されている。この特許文献４に記載の技術は、燃料電池に関するものであり、系統に関する本発明とは相違する。

特開２００８−１１８７９０号公報 特開２０１１−２３４５４３号公報 特開２０１３−１４３８９５号公報 特開２００４−０３９５０６号公報

しかしながら、並列に接続された複数の蓄電部（蓄電池）の各々に充放電を行う場合、複数の蓄電部を繋ぐ配電網に流れる電流の大きさが問題となる。たとえば、配電網により接続された２つの蓄電部を同時に充電する場合、配電網に流れる電流値は、１つの蓄電部を充電する場合の２倍になる。この場合、系統の電力網からの充電であれば、利用者が契約している電力である契約電力を超える可能性が生じうる。また、配電網に既設配線を流用すれば、電力線の許容上限電流を超える可能性が生じうる。これらの可能性は、安全に充放電の動作を継続することができないという問題を引き起こす。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、複数の蓄電装置が並列に接続された配電網の上限電流値を超えないように、複数の蓄電装置の充電または放電の動作を行うことができる電力制御システムを提供することにある。

本発明の電力制御システムは、電力の供給源である電力網に接続された配電網と、前記電力を消費する電力消費装置および前記配電網の間に配置され、前記電力消費装置および前記配電網に接続された複数の蓄電装置とを備え、前記蓄電装置は、前記電力網から前記配電網を介して入力される電力である入力電力の少なくとも一部を蓄える蓄電部と、前記入力電力を、充電に用いる電力である充電電力と、前記充電電力以外の電力である通過電力とに分配する電力分配部と、前記蓄電部が充電できる場合に、前記充電電力を前記蓄電部へ充電する充電部と、前記蓄電部が放電できる場合に、前記蓄電部に蓄えられている電力を放電し、放電電力として出力する放電部と、前記通過電力および前記放電電力を混合して、出力電力として、前記電力消費装置へ出力する電力混合部と、前記充電部の充電動作および前記放電部の放電動作を制御する充放電制御部とを有する。

本発明にかかる技術によれば、複数の蓄電装置が並列に接続された配電網の上限電流値を超えないように、複数の蓄電装置の充電または放電の動作を行うことができる。

本発明の第１の実施の形態における電力制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における電力制御システムの動作を示す動作フロー図である。 本発明の第２実施の形態における電力制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施の形態における電力制御システムの動作を示す動作フロー図である 本発明の第３実施の形態における電力制御システムの構成を示すブロック図である。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態における電力制御システム１０００の構成を示すブロック図である。

図１に示されるように、電力制御システム１０００は、配電網１１０と、複数の小蓄電装置１２０とを備えている。なお、図１では、各構成要素を、ハードウエア単位のブロックに限らず、機能単位のブロックで示している。

図１に示されるように、配電網１１０は、電力網２００および複数の小蓄電装置１２０に接続されている。電力網２００は、電力の供給源である。なお、小蓄電装置１２０は、本発明の蓄電装置に対応する。

図１に示されるように、複数の小蓄電装置１２０の各々は、電力消費装置３００および配電網１１０の間に、配置されている。また、複数の小蓄電装置１２０の各々は、電力消費装置３００および配電網１１０に接続されている。電力消費装置３００は、電力を消費する装置である。電力消費装置３００は、たとえば、エアコンや、冷蔵庫などである。

図１に示されるように、複数の小蓄電装置１２０の各々は、入力口１２１と、出力口１２２と、電力分配部１２３と、充電部１２４と、蓄電部１２５と、放電部１２６と、充放電制御部１２７と、電力混合部１２８とを備えている。

図１に示されるように、入力口１２１は、小蓄電装置１２０と配電網１１０を接続する。入力口１２１には、入力電力が入力される。入力電力とは、電力網２００から配電網１１０を介して入力される電力をいう。

図１に示されるように、出力口１２２は、小蓄電装置１２０と電力消費装置３００を接続する。出力口１２２は、出力電力を電力消費装置３００へ出力する。出力電力は、電力混合部１２８により出力される電力である。

図１に示されるように、電力分配部１２３は、入力口１２１と、電力混合部１２８と、充電部１２４とに接続されている。電力分配部１２３は、入力電力を、充電に用いる電力である充電電力と、充電電力以外の電力である通過電力とに分配する。電力分配部１２３は、充電電力を充電部１２４へ出力し、通過電力を電力混合部１２８へ出力する。

図１に示されるように、充電部１２４は、電力分配部１２３と、蓄電部１２５と、充放電制御部１２７とに接続されている。充電部１２４は、蓄電部１２５が充電できる場合に、充電電力を蓄電部１２５へ充電する。充電部１２４は、充電制御部１２７の指示に従って、動作する。

図１に示されるように、蓄電部１２５は、充電部１２４と、放電部１２６とに接続されている。蓄電部１２５は、入力電力の少なくとも一部を蓄える。すなわち、蓄電部１２５は、充電部１２４により出力される充電電力（入力電力の少なくとも一部）を蓄える。

図１に示されるように、放電部１２６は、蓄電部１２５と、充放電制御部１２７と、電力混合部１２８とに接続されている。放電部１２６は、蓄電部１２５が放電できる場合に、蓄電部１２５に蓄えられている電力を放電し、放電電力として電力混合部１２８へ出力する。

図１に示されるように、充放電制御部１２７は、充電部１２４と、放電部１２６とに接続されている。充放電制御部１２７は、充電部１２４の充電動作および放電部１２６の放電動作を制御する。

図１に示されるように、電力混合部１２８は、出力口１２２と、放電部１２６とに接続されている。電力混合部１２８には、電力分配部１２３から通過電力が入力される。また、電力混合部１２８には、放電部１２６から放電電力が入力される。そして、電力混合部１２８は、通過電力および放電電力を混合して、出力電力として、出力口１２２を介して電力消費装置３００へ出力する。

小蓄電装置１２０は、出力口１２２に接続された電力消費装置３００が電力を必要とした際に、蓄電部１２５に蓄電された蓄電電力を放電した放電電力と、通過電力とを同時に出力する。これにより、小蓄電装置１２０は、入力電力と比較して大きな電力を出力することができる。なお、出力電力は、電力消費装置３００の消費電力に等しい。

出力電力の最大値は、通過電力の最大値と、蓄電部１２５の放電電力の最大値の和で決まる。また、小蓄電装置１２０の蓄電能力が予め定められた残量（例えば、満容量の１０％、３０％、５０％、８０％、１００％）を下回っており、かつ、入力電力がその上限値に達していない場合、小蓄電装置１２０は、入力電力を増加させるとともに蓄電部１２５に電力を充電させることにより、蓄電電力（蓄電部１２５に蓄えられる電力）を増加させる。この結果、次の放電電力が蓄電される。

以上、電力制御システム１０００の構成を説明した。

次に、電力制御システム１０００の動作について説明する。図２は、電力制御システム１０００の動作を示す動作フローである。

図２に示されるように、まず、充放電制御部１２７は、上限入力電力ＷＵと、蓄電部１２５の残量Ｑｒを取得する（ステップ（Ｓｔｅｐ：以下、Ｓと称する）２０１）。小蓄電装置１２０の動作は、以下の通り、個別に割り当てられた上限入力電力ＷＵと、蓄電部１２５の残量Ｑｒによって変化する。

次に、充放電制御部１２７は、現在の入力電力Ｗｉが上限入力電力ＷＵを超えているか否か（Ｗｉ＞ＷＵ）を判断する（Ｓ２０２）。

現在の入力電力Ｗｉが上限入力電力ＷＵを超えていない場合（Ｓ２０２、Ｎｏ）、小蓄電装置１２０は、入力電力が上限入力電力ＷＵを超えない範囲で、蓄電部１２５へ充電電力を入力させる（Ｓ２０３）。そして、充放電制御部１２７は、充電部１２４に対して、入力電力が上限入力電力ＷＵを超えない範囲（Ｗｉ＜ＷＵ）で、充電させる指示を出力する。すなわち、現在の入力電力Ｗｉが上限入力電力ＷＵより大きくない場合（Ｓ２０２、Ｎｏ）、充放電制御部１２７は、充電部１２４に対して、入力電力が上限入力電力ＷＵを超えない範囲（Ｗｉ＜ＷＵ）で、蓄電部１２５へ充電させる指示を出力する。蓄電部１２５は、充電電力を充電する。そして、小蓄電装置１２０は、ふたたびＳ２０１の処理を行う。

一方、現在の入力電力Ｗｉが上限入力電力ＷＵを超えている場合（Ｓ２０２、Ｙｅｓ）、充放電制御部１２７は、蓄電部１２５に蓄えられた電力の残量Ｑｒが存在するか否かを判断する（Ｓ２０４）。

蓄電部１２５に蓄えられた電力の残量Ｑｒが存在する（Ｑｒ＞０）と充放電制御部１２７により判断された場合（Ｓ２０４、Ｙｅｓ）、充放電制御部１２７は、放電部１２６に対して、入力電力Ｗｉが上限入力電力ＷＵを超えない範囲（Ｗｉ＜ＷＵ）で、放電出力を電力混合部１２８へ出力させる指示を出力する。すなわち、入力電力Ｗｉが上限入力電力ＷＵよりも大きい場合（Ｓ２０２、Ｙｅｓ）であって、蓄電部１２５に蓄えられた電力の残量Ｑｒが存在する場合（Ｓ２０４、Ｙｅｓ）、充放電制御部１２７は、放電部１２６に対して、入力電力Ｗｉが上限入力電力ＷＵを超えない範囲（Ｗｉ＜ＷＵ）で、放電出力を電力混合部１２８へ出力させる指示を出す。これにより、放電部１２６が、Ｗｉ＜ＷＵの範囲内で、放電電力を蓄電部１２５から電力混合部１２８へ出力する（Ｓ２０５）。

一方、蓄電部１２５に蓄えられた電力の残量Ｑｒが存在しない（Ｑｒ＝０）と充放電制御部１２７により判断された場合（Ｓ２０４、Ｎｏ）、充放電制御部１２７は、充電部１２４および放電部１２６の双方に対して、充電および放電の動作を停止させる指示を出力する。すなわち、入力電力Ｗｉが上限入力電力ＷＵよりも大きい場合（Ｓ２０２、Ｙｅｓ）であって、蓄電部１２５に蓄えられた電力の残量Ｑｒが存在しない場合（Ｓ２０４、Ｎｏ）、充放電制御部１２７は、充電部１２４および放電部１２６の双方に対して、充電および放電の動作を停止させる指示を出力する。そして、小蓄電装置１２０は動作を終了する。

なお、小蓄電装置１２０は、動作を終了（Ｓ２０４、Ｎｏ）させた後に、再び自動で動作を開始してもよい。このとき、上限入力電力ＷＵは上位システム（不図示）により変更される場合がある。その際、上限入力電力ＷＵ＝０の場合、蓄電部１２５への充電動作を行えない充電禁止状態となる。

以上、電力制御システム１０００の動作について説明した。

以上の通り、本発明の第１の実施の形態における電力制御システム１０００は、配電網１１０と、複数の蓄電装置１２０とを備えている。配電網１１０は、電力の供給源である電力網２００に接続されている。複数の蓄電装置１２０は、電力を消費する電力消費装置３００および配電網１１０の間に配置されている。複数の蓄電装置１２０は、電力消費装置３００および配電網１１０に接続されている。

蓄電装置１２０は、蓄電部１２５と、電力分配部１２３と、充電部１２４と、放電部１２６と、電力混合部１２８と、充放電制御部１２７とを有する。

蓄電部１２５は、入力電力の少なくとも一部を蓄える。入力電力は、電力網２００から配電網１１０を介して入力される電力である。電力分配部１２３は、入力電力を、充電に用いる電力である充電電力と、充電電力以外の電力である通過電力とに分配する。充電部１２４は、蓄電部１２５が充電できる場合に、充電電力を蓄電部１２５へ充電する。放電部１２６は、蓄電部１２５が放電できる場合に、蓄電部１２５に蓄えられている電力を放電し、放電電力として出力する。電力混合部１２８は、通過電力および放電電力を混合して、出力電力として、電力消費装置３００へ出力する。充放電制御部１２７は、充電部１２４の充電動作および放電部１２６の放電動作を制御する。

このように、充放電制御部１２７は、充電部１２４の充電動作および放電部１２６の放電動作を制御する。このため、複数の蓄電装置１２０が並列に接続された配電網１１０の上限電流値を超えないように、複数の蓄電装置１２０の充電または放電の動作を行うことができる。

例えば、電力消費装置３００が電力を必要とした際に、電力混合部１２８は、蓄電部１２５に蓄電された蓄電電力を放電した放電電力と、通過電力と混合して、同時に電力消費装置３００へ出力する。これにより、小蓄電装置１２０は、入力電力と比較して大きな電力を出力することができる。

出力電力の最大値は、通過電力の最大値と、蓄電部１２５の放電電力の最大値の和で決まる。また、小蓄電装置１２０の蓄電能力が予め定められた残量（例えば、満容量の１０％、３０％、５０％、８０％、１００％）を下回っており、かつ、入力電力がその上限値に達していない場合、小蓄電装置１２０は、入力電力を増加させるとともに蓄電部１２５に電力を充電させることにより、蓄電電力（蓄電部１２５に蓄えられる電力）を増加させることができる。次の放電電力が蓄電される。

また、本発明の第１の実施の形態における電力制御システム１０００において、入力電力が、当該入力電力の上限値である上限入力電力よりも、大きくない場合、充放電制御部１２７は、充電部１２５に対して、入力電力が上限入力電力を超えない範囲で、蓄電部１２５へ充電させる指示を出力する。これにより、入力電力が上限入力電力よりも大きくない場合に、入力電力を増加させて充電電力を増加させ、蓄電部１２５に蓄えられる電力（蓄電電力）を増加させることができる。

また、本発明の第１の実施の形態における電力制御システム１０００において、入力電力が、当該入力電力の上限値である上限入力電力よりも、大きい場合であって、蓄電部１２５に蓄えられた電力の残量が存在する場合、充放電制御部１２７は、放電部１２６に対して、入力電力が上限入力電力を超えない範囲で、前記蓄電部に蓄えられている電力を放電させ、放電出力を電力混合部１２６へ出力させる指示を出力する。これにより、入力電力が上限入力電力よりも大きく、さらに蓄電部１２５に蓄えられた電力の残量が存在する場合、放電部１２６が、蓄電部１２５に蓄えられている電力を放電し、放電電力を電力混合部１２６へ出力することができる。この結果、蓄電部１２５への過充電を防止するとともに、電力混合部１２８は通過電力に放電電力を加えた電力を電力消費装置３００へ出力することができる。

入力電力が、当該入力電力の上限値である上限入力電力よりも、大きい場合であって、蓄電部１２５に蓄えられた電力の残量が存在しない場合、充放電制御部１２７は、充電部１２４および放電部１２６の双方に対して、充電および放電の動作を停止させる指示を出力する。これにより、入力電力が上限入力電力よりも大きく、さらに蓄電部１２５に蓄えられた電力の残量が存在しない場合、充電部１２４および放電部１２６の双方が動作しない。

＜第２の実施の形態＞
図３は、本発明の第２の実施の形態における電力制御システム１０００Ａの構成を示すブロック図である。なお、図３では、図１および図２で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１および図２に示した符号と同等の符号を付している。

図３に示されるように、電力制御システム１０００Ａは、配電網１１０と、複数の小蓄電装置１２０と、大蓄電装置１３０を備えている。なお、図３では、各構成要素を、ハードウエア単位のブロックに限らず、機能単位のブロックで示している。

ここで、図１と図３を比較する。図３では、大蓄電装置１３０が設けられている点で、図１と相違する。

図３に示されるように、１以上の大蓄電装置１３０は、配電網１１０に接続されている。１以上の大蓄電装置１３０は、小蓄電装置１２０よりも大きな電力を充放電する。

大蓄電装置１３０は、入出力口１３１と、大蓄電部１３２と、大蓄電充放電部１３３と、大蓄電充放電制御部１３４とを備えている。

図３に示されるように、入出力口１３１は、大蓄電装置１３０と配電網１１０を接続する。入出力口１３１には、入力電力が入力される。

図３に示されるように、大蓄電部１３２は、大蓄電充放電部１３３に接続されている。大蓄電部１３２は、少なくとも小蓄電装置１２０の蓄電部１２５よりも大きな電力を蓄えることができる。

図３に示されるように、大蓄電充放電部１３３は、入出力口１３１と、大蓄電部１３２と、大蓄電充放電制御部１３４とに接続されている。充放電部１３３は、大蓄電部１３２に蓄えられた電力に対して充放電を行う。すなわち、充放電部１３３は、大蓄電部１３２に蓄えられた電力に対して放電を行う。または、充放電部１３３は、大蓄電部１３２に電力を充電する。

図３に示されるように、大蓄電充放電制御部１３４は、大蓄電充放電部１３３に接続されている。大蓄電充放電制御部１３４は、大蓄電充放電部１３３充放電動作を制御する。

以上、電力制御システム１０００Ａの構成を説明した。

次に、電力制御システム１０００Ａの動作について説明する。

図４は、電力制御システム１０００Ａの動作を示す動作フロー図である。

図４に示されるように、まず、大蓄電装置１３０は、電力制御システム１０００Ａがやりとりできる電力の上限値である電力上限値ＷＬを設定する（Ｓ４０１）。ここで、電力上限値ＷＬは、上位電力網から得られる電力上限値である。あるいは、電力上限値ＷＬは、配電網１１０の配線によって定まる電流上限値に基づいて決定された値である。または、電力上限値ＷＬは、配電網１１０に繋がる負荷の消費電力に基づいて決定されてもよい。

次に、大蓄電充放電制御部１３４は、複数の小蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳと、大蓄電装置１３０の充電電力の総和である蓄電電力合計値ＷｃＬを取得する（Ｓ４０２）。大蓄電装置１３０の充電電力とは、大蓄電部１３２が蓄えることができる電力である。

次に、大蓄電充放電制御部１３４は、大蓄電充放電部１３３が大蓄電部１３２に電力を充電することができるか否かを判断する（Ｓ４０３）。すなわち、大蓄電充放電制御部１３４は、複数の蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳと、１以上の大蓄電装置１３０の充電電力の総和の合計値である蓄電電力合計値ＷｃＬの合計値を、蓄電電力合計値として算出する。そして、大蓄電充放電制御部１３４は、蓄電電力合計値（ＷｉＳ＋ＷｃＬ）が電力上限値ＷＬより小さいか否かを判断する。

蓄電電力合計値（ＷｉＳ＋ＷｃＬ）が電力上限値ＷＬより小さいと大蓄電充放電制御部１３４により判断された場合（Ｓ４０３、Ｙｅｓ）、大蓄電充放電制御部１３４は、大蓄電充放電部１３３に対して、蓄電電力合計値（ＷｉＳ＋ＷｃＬ）がシステム電力上限値ＷＬを超えない範囲で、蓄電電力合計値ＷｃＬを調整して、充電させる指示を出力する。すなわち、大蓄電装置１３０の大蓄電部１３２へ充電電力が入力される（Ｓ４０４）。これにより、大蓄電部１３２に電力がさらに蓄えられる。

一方、蓄電電力合計値（ＷｉＳ＋ＷｃＬ）が電力上限値ＷＬより小さくないと大蓄電充放電制御部１３４により判断された場合（Ｓ４０３、Ｎｏ）、大蓄電充放電制御部１３４は、さらに、１以上の大蓄電装置１３０の充電電力の総和ＷｃＬが０である場合（ＷｃＬ＝０）には、大蓄電装置１３０の放電電力の総和ＷｄＬを取得する（Ｓ４０５）。

次に、大蓄電充放電制御部１３４は、大蓄電装置１３０がアシストしたら充電できるか否かを判断する（Ｓ４０５）。すなわち、大蓄電充放電制御部１３４は、システム電力上限値ＷＬと、１以上の大蓄電装置１３０の放電電力の総和ＷｄＬの合計値（ＷＬ＋ＷｄＬ）が、複数の蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳよりも大きいか否か（ＷｉＳ＜ＷＬ＋ＷｄＬ）を、判断する（Ｓ４０６）。

システム電力上限値ＷＬと、１以上の大蓄電装置１３０の放電電力の総和ＷｄＬの合計値が、複数の蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳよりも大きいと（ＷｉＳ＜ＷＬ＋ＷｄＬ）、大蓄電充放電制御部１３４により判断された場合（Ｓ４０６、Ｙｅｓ）、大蓄電充放電制御部１３４は、大蓄電充放電部１３３に対して、ＷｉＳ＜ＷＬ＋ＷｄＬの範囲で、ＷｄＬを調整して、放電させる指示を出力する。これにより、大蓄電装置１３０から放電電力が出力される（Ｓ４０７）。この結果、大蓄電装置１３０の放電電力が、配電網１１０へ出力された後、小蓄電装置１２０に入力電力として入力される。そして、大蓄電装置１３０は、Ｓ４０２の処理を再び行う。

なお、大蓄電装置１３０の放電動作によって小蓄電装置１２０の入力電力をまかなうことができない場合、大蓄電装置１３０は、ＷｉＳを減らすために、小蓄電装置１２０に対する充電制限を、ＷｉＳ＜ＷＬ＋ＷｄＬを満足するまで行う。

一方、 システム電力上限値ＷＬと、１以上の大蓄電装置１３０の放電電力の総和ＷｄＬの合計値が、複数の蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳよりも大きくない（ＷｉＳ≧ＷＬ＋ＷｄＬ）、大蓄電充放電制御部１３４により判断された場合（Ｓ４０６、Ｎｏ）、大蓄電充放電制御部１３４は、大蓄電充放電部１３３に対して、ＷｉＳ＜ＷＬ＋ＷｄＬの範囲で、複数の小蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳを減少させる指示を出力できるか否かを判断する（Ｓ４０８）。

次に、複数の小蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳを減少させる指示を出力できると大蓄電充放電制御部１３４により判断された場合（Ｓ４０８、Ｙｅｓ）、大蓄電充放電制御部１３４は、大蓄電充放電部１３３に対して、ＷｉＳ＜ＷＬ＋ＷｄＬの範囲で、複数の小蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳを減少させる指示を出力する。これにより、ＷｉＳの低減処理が大蓄電充放電部１３３により実行される（Ｓ４０９）。そして、大蓄電装置１３０は、Ｓ４０２の処理を再び行う。

このＷｉＳの低減処置は、小蓄電装置１２０に優先順位を設定した後に優先順位に従って充電動作を行う方法や、全ての小蓄電装置１２０の充電電力を制限して同時に充電する方法や、これらを組み合わせた方法によって、実現される。例えば、小蓄電装置１２０に優先順位を設定する場合、各小蓄電装置１２０の残量Ｑｒを個別に取得して、残量Ｑｒの少ないものから順番に充電動作を行わせることができる。

一方、複数の小蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳを減少させる指示を出力できないと大蓄電充放電制御部１３４により判断された場合（Ｓ４０８、Ｎｏ）、大蓄電装置１３０は動作を終了させる。

以上、電力制御システム１０００Ａの動作について説明した。

以上の通り、本発明の第２の実施の形態における電力制御システム１０００Ａは、１以上の大蓄電装置１３０をさらに備えている。大蓄電装置１３０は、配電網１１０に接続されている。大蓄電装置１３０は、小蓄電装置１２０よりも大きな電力を充放電する。大蓄電装置１３０は、大蓄電部１３２と、大蓄電充放電部１３３と、大蓄電充放電制御部１３４とを有する。大蓄電部１３２は、少なくとも蓄電部１２５よりも大きな電力を蓄えることができる。大蓄電充放電部１３３は、大蓄電部１３２に蓄えられた電力に対して充放電を行う。大蓄電充放電制御部１３４は、大蓄電充放電部１３３の充放電動作を制御する。

このように、電力を充放電する大蓄電装置１３０を配電網１１０に接続することにより、複数の小蓄電装置１２０への電力の供給量を調整することができる。

また、本発明の第２の実施の形態における電力制御システム１０００Ａにおいて、複数の小蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳと、１以上の大蓄電装置１３０の充電電力の総和ＷｃＬの合計値である蓄電電力合計値（ＷｉＳ＋ＷｃＬ）が、電力制御システムで処理できる電力の上限値であるシステム電力上限値ＷＬより小さい場合（ＷｉＳ＋ＷｃＬ＜ＷＬ）、大蓄電充放電制御部１３４は、大蓄電充放電部１３３に対して、蓄電電力合計値（ＷｉＳ＋ＷｃＬ）がシステム電力上限値ＷＬを超えない範囲（ＷｉＳ＋ＷｃＬ＜ＷＬ）で、充電させる指示を出力する。

これにより、配電網を介して入力される電力の一部が大蓄電装置１３０の大蓄電部１３２に蓄電される。この結果、小蓄電装置１２０への電力の供給量を減らすことができる。

本発明の第２の実施の形態における電力制御システム１０００Ａにおいて、蓄電電力合計値（ＷｉＳ＋ＷｃＬ）が、システム電力上限値ＷＬより小さくなく、かつ、１以上の大蓄電装置１３０の充電電力の総和ＷｄＬが０である場合（ＷｉＳ≧ＷＬ＋ＷｄＬ、ＷｄＬ＝０）であって、システム電力上限値ＷＬと、１以上の大蓄電装置１３０の放電電力の総和ＷｄＬの合計値（ＷＬ＋ＷｄＬ）が、複数の小蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳよりも大きい場合（ＷｉＳ＜ＷＬ＋ＷｄＬ）、大蓄電充放電制御部１３４は、大蓄電充放電部１３３に対して、システム電力上限値ＷＬと、１以上の大蓄電装置１３０の放電電力の総和ＷｄＬの合計値（ＷＬ＋ＷｄＬ）が、複数の小蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳを超えない範囲（ＷＬ＋ＷｄＬ＜ＷｉＳ）で、放電させる指示を出力する。

これにより、大蓄電装置１３０の大蓄電部１３２から電力が配電網１１０に放電させる。この結果、小蓄電装置１２０への電力の供給量を増加させることができる。

本発明の第２の実施の形態における電力制御システム１０００Ａにおいて、 蓄電電力合計値（ＷｉＳ＋ＷｃＬ）が、システム電力上限値ＷＬより小さくなく、かつ、１以上の大蓄電装置１３０の充電電力の総和ＷｄＬが０である場合（ＷｉＳ≧ＷＬ＋ＷｄＬ、ＷｄＬ＝０）であって、システム電力上限値ＷＬと、１以上の大蓄電装置の放電電力の総和ＷｄＬの合計値（ＷＬ＋ＷｄＬ）が、複数の小蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳよりも大きくない場合（ＷｉＳ≧ＷＬ＋ＷｄＬ）、大蓄電充放電制御部１３４は、大蓄電充放電部１３３に対して、システム電力上限値ＷＬと、１以上の大蓄電装置１３０の放電電力の総和ＷｄＬの合計値（ＷＬ＋ＷｄＬ）が、複数の蓄電装置の入力電力の総和ＷｉＳを超えない範囲（ＷＬ＋ＷｄＬ＜ＷｉＳ）で、複数の小蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳを減少させる指示を出力する。

これにより複数の小蓄電装置１２０の入力電力の総和ＷｉＳを減らすことができる。

＜第３の実施の形態＞
図５は、本発明の第３の実施の形態における電力制御システム１０００Ｂの構成を示すブロック図である。なお、図５では、図１〜４で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜４に示した符号と同等の符号を付している。

図５に示されるように、電力制御システム１０００Ｂは、配電網１１０Ａと、第１の小蓄電装置１２０ａと、第２の小蓄電装置１２０ｂと、大蓄電装置１３０と、分離装置１４０を備えている。第１の小蓄電装置１２０ａおよび第２の小蓄電装置１２０ｂの構成は、図１の小蓄電装置１２０と同じである。第１の小蓄電装置１２０ａおよび第２の小蓄電装置１２０ｂは、本発明の小蓄電装置に対応する。以下の説明では、第１の小蓄電装置１２０ａおよび第２の小蓄電装置１２０ｂを区別する必要がなく、これらを総称して説明する場合、単に小蓄電装置１２０と呼ぶ。なお、図５では、各構成要素を、ハードウエア単位のブロックに限らず、機能単位のブロックで示している。

ここで、図１と図５を比較する。図５では、大蓄電装置１３０および分離装置１４０が設けられている点で、図１と相違する。なお、図５では、一般負荷４００が含まれている。一般負荷４００とは、一般的な電力負荷をいう。ただし、この一般負荷４００に代えて、小蓄電装置１２０および電力消費装置３００を設けてもよい。また、図５では、配電網１１０Ａは第１の配電網１１１および第２の配電網１１２を有する点で、図１と相違する。

また、図３と図５を比較する。図５では、分離装置１４０が設けられている点で、図３と相違する。また、図５では、配電網１１０Ａは第１の配電網１１１および第２の配電網１１２を有する点で、図３と相違する。

図５に示されるように、配電網１１０Ａは、第１の配電網１１１と、第２の配電網１１２を有する。

第１の配電網１１１には、複数の小蓄電装置１２０の少なくとも１つが、接続されている。第１の配電網１１１は、第２の配電網の一端に接続されている。図５の例では、第１の小蓄電装置１２０ａが第１の配電網１１１に接続されている。

第２の配電網１１２には、複数の小蓄電装置１２０の少なくとも１つと、大蓄電装置１３０とが、接続されている。第２の配電網１１２は、第１の配電網１１１の一端に接続されている。図５の例では、第２の小蓄電装置１２０ｂが第２の配電網１１２に接続されている。

分離装置１４０は、第１の配電網１１１および第２の配電網１１２の接続部に設けられている。分離装置１４０は、配電網１１０Ａを第１の配電網１１１および第２の配電網１１２に分離する。分離装置１４０は、電力制御システム１０００Ｂの配電網１１０Ａでの電力のやり取りを制限する。分離装置１４０は、たとえば、ＡＣＤＣコンバータ、ＤＣＤＣコンバータおよびＡＣＡＣコンバータのようなパワーコンディショナで構成される。また、分離装置１４０は、電気制御が可能なブレーカやリレーにより構成されてもよい。

以上、電力制御システム１０００Ｂの構成を説明した。

次に、電力制御システム１０００Ｂの動作について説明する。

分離装置１４０が動作すると、配電網１１０Ａが第１の配電網１１１および第２の配電網１１２に分離される。これにより、第１の配電網１１１および第２の配電網１１２の間の接続は切断される。この結果、分離された第１の配電網１１１および第２の配電網１１２の間では、電力のやり取りが、限りなく０となるように制限される。

したがって、配電網１１０Ａが分離装置１４０により第１の配電網１１１および第２の配電網１１２に分離された後は、第１の配電網１１１に接続された各装置で構成されるシステムは、図１および図２を用いて説明した動作を行い、第２の配電網１１２に接続された各装置で構成されるシステムは、図３および図４を用いて説明した動作を行う。

例えば、図４のＷｉＳの軽減処理（Ｓ４０９）が実施される前に、分離装置１４０が配電網１１０Ａを第１の配電網１１１および第２の配電網１１２に分離した場合に、ＷｉＳの軽減処理を実施せずに、第２の小蓄電装置１２０ｂへ充電動作を行うことができる場合を想定する。この場合、分離装置１４０は、分離動作を行い、配電網１１０Ａを第１の配電網１１１および第２の配電網１１２に分離する。

そして、配電網１１０Ａが分離装置１４０により第１の配電網１１１および第２の配電網１１２に分離された後は、上述の通り、第１の配電網１１１に接続された各装置で構成されるシステムは、図１および図２を用いて説明した動作を行い、第２の配電網１１２に接続された各装置で構成されるシステムは、図３および図４を用いて説明した動作を行う。

以上の通り、本発明の第３の実施の形態における電力制御システム１０００Ｂにおいて、配電網１１０Ａは、第１の配電網１１１と第２の配電網１１２と有する。第１の配電網１１１には、複数の小蓄電装置１２０の少なくとも１つが接続されている。第２の配電網１１２には、複数の小蓄電装置１２０の少なくとも１つおよび大蓄電装置１３０が接続されている。また、第２の配電網１１２は、第１の配電網１１１に接続されている。また、電力制御システム１０００Ｂは、分離装置１４０をさらに備えている。分離装置１４０は、配電網１１０Ａを第１の配電網１１１および第２の配電網１１２に分離する。

これにより、複数の蓄電装置１２０に入力する電力を、分離装置１４０の分離動作により、各々への電力供給を調整することができる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述各実施の形態に対して、さまざまな変更、増減、組合せを加えてもよい。これらの変更、増減、組合せが加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１１０、１１０Ａ 配電網
１１１ 第１の配電網
１１２ 第２の配電網
１２０ 小蓄電装置
１２０ａ 第１の小蓄電装置
１２０ｂ 第２の小蓄電装置
１２１ 入力口
１２２ 出力口
１２３ 電力分配部
１２４ 充電部
１２５ 蓄電部
１２６ 放電部
１２７ 充放電制御部
１２８ 電力混合部
１３０ 大蓄電装置
１３１ 入出力口
１３２ 大蓄電部
１３３ 大蓄電充放電部
１３４ 大蓄電充放電制御部
１４０ 分離装置
２００ 電力網
３００ 電力消費装置
１０００、１０００Ａ、１０００Ｂ 電力制御システム

Claims (8)

1. 電力の供給源である電力網に接続された配電網と、
   前記電力を消費する電力消費装置および前記配電網の間に配置され、前記電力消費装置および前記配電網に接続された複数の蓄電装置とを備え、
   前記蓄電装置は、
   前記電力網から前記配電網を介して入力される電力である入力電力の少なくとも一部を蓄える蓄電部と、
   前記入力電力を、充電に用いる電力である充電電力と、前記充電電力以外の電力である通過電力とに分配する電力分配部と、
   前記蓄電部が充電できる場合に、前記充電電力を前記蓄電部へ充電する充電部と、
   前記蓄電部が放電できる場合に、前記蓄電部に蓄えられている電力を放電し、放電電力として出力する放電部と、
   前記通過電力および前記放電電力を混合して、出力電力として、前記電力消費装置へ出力する電力混合部と、
   前記充電部の充電動作および前記放電部の放電動作を制御する充放電制御部とを有する電力制御システム。
2. 前記入力電力が、当該入力電力の上限値である上限入力電力よりも、大きくない場合、前記充放電制御部は、前記充電部に対して、前記入力電力が前記上限入力電力を超えない範囲で、前記蓄電部へ充電させる指示を出力する請求項１に記載の電力制御システム。
3. 前記入力電力が、当該入力電力の上限値である上限入力電力よりも、大きい場合であって、前記蓄電部に蓄えられた電力の残量が存在する場合、前記充放電制御部は、前記放電部に対して、前記入力電力が前記上限入力電力を超えない範囲で、前記蓄電部に蓄えられている電力を放電させ、前記放電出力を前記電力混合部へ出力させる指示を出力し、
   前記入力電力が、当該入力電力の上限値である上限入力電力よりも、大きい場合であって、前記蓄電部に蓄えられた電力の残量が存在しない場合、前記充放電制御部は、前記充電部および前記放電部の双方に対して、充電および放電の動作を停止させる指示を出力する請求項１および２に記載の電力制御システム。
4. 前記配電網に接続され、前記蓄電装置よりも大きな電力を充放電する１以上の大蓄電装置をさらに備え、
   前記大蓄電装置は、
   少なくとも前記蓄電部よりも大きな電力を蓄えることができる大蓄電部と、
   前記大蓄電部に蓄えられた電力に対して充放電を行う大蓄電充放電部と、
   前記大蓄電充放電部の充放電動作を制御する大蓄電充放電制御部とを有する電力制御システム。
5. 前記複数の蓄電装置の入力電力の総和と、前記１以上の大蓄電装置の充電電力の総和の合計値である蓄電電力合計値が、前記電力制御システムで処理できる電力の上限値であるシステム電力上限値より小さい場合、前記大蓄電充放電制御部は、前記大蓄電充放電部に対して、前記蓄電電力合計値が前記システム電力上限値を超えない範囲で、充電させる指示を出力する請求項４に記載の電力制御システム。
6. 前記蓄電電力合計値が、前記システム電力上限値より小さくなく、かつ、前記１以上の大蓄電装置の充電電力の総和が０である場合であって、前記システム電力上限値と、前記１以上の大蓄電装置の放電電力の総和の合計値が、前記複数の蓄電装置の入力電力の総和よりも大きい場合、前記大蓄電充放電制御部は、前記大蓄電充放電部に対して、前記システム電力上限値と、前記１以上の大蓄電装置の放電電力の総和の合計値が、前記複数の蓄電装置の入力電力の総和を超えない範囲で、放電させる指示を出力する請求項４または５に記載の電力制御システム。
7. 前記蓄電電力合計値が、前記システム電力上限値より小さくなく、かつ、前記１以上の大蓄電装置の充電電力の総和が０である場合であって、前記システム電力上限値と、前記１以上の大蓄電装置の放電電力の総和の合計値が、前記複数の蓄電装置の入力電力の総和よりも大きくない場合、前記大蓄電充放電制御部は、前記大蓄電充放電部に対して、前記システム電力上限値と、前記１以上の大蓄電装置の放電電力の総和の合計値が、前記複数の蓄電装置の入力電力の総和を超えない範囲で、前記複数の蓄電装置の入力電力の総和を減少させる指示を出力する請求項４〜６のいずれか１項に記載の電力制御システム。
8. 前記配電網は、前記複数の蓄電装置の少なくとも１つが接続された第１の配電網と、前記複数の蓄電装置の少なくとも１つおよび前記大蓄電装置が接続され、前記第１の配電網に接続された第２の配電網と有し、
   前記配電網を前記第１の配電網および前記第２の配電網に分離する分離装置をさらに備えた請求項４に記載の電力制御システム。

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