JP2016226077A - 蓄電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池ユニットの数が多くなった場合でも、一部の制御装置の負荷が大きくなり過ぎてしまうことの無い蓄電池システムを提供する。
【解決手段】蓄電池システムＢＳは、蓄電池２０と、蓄電池２０の充放電を制御する制御装置４０と、を有する蓄電池ユニット１０を複数備えている。
それぞれの制御装置４０は、
他の全ての蓄電池ユニット１０を複数のグループに分けた上で、それぞれのグループについて、当該グループに属する制御装置４０のうちの一つの制御装置４０のみと通信を行うことにより、当該グループに属する蓄電池２０に関する情報を取得する。
【選択図】図１

Description

本発明は、上位システムからの充放電指令に応じて充放電を行う蓄電池システムに関する。

電力系統から建物に供給される電力は、当該建物における電力使用機器の稼働状況により大きく変動する。そこで、例えば工場のように大きな電力が消費される建物には、電力系統から供給される電力を平準化（ピークカット）することを目的として、蓄電池システムが備えられることが多い（例えば下記特許文献１を参照）。

蓄電池システムは、電力使用量が比較的少ない時間帯（例えば夜間）において蓄電池に電力を蓄えておき、電力使用量が比較的多い時間帯に蓄電池から電力を供給するものである。蓄電池システムを備えることにより、電力系統から供給される電力の最大値が低く抑えられるため、電力事業者に支払う電気料金を抑制することができる。

蓄電池システムには、建物の規模に応じた容量の蓄電池が適宜備えられるのが一般的である。つまり、電力使用量の大きな大規模建物向けの蓄電池システムには大容量の蓄電池が備えられ、電力使用量の小さな小規模建物向けの蓄電池システムには小容量の蓄電池が備えられる。しかしながら、そのような構成においては、建物の規模に応じた複数種類の蓄電池システムを予め用意しておかなければならないため、蓄電池システムの品番数が増加してしまうこととなる。

そこで、本発明者らは、蓄電池と補機類（例えば電力変換器等）及び制御装置をユニット化して蓄電池ユニットとし、当該蓄電池ユニットを複数備えた構成の蓄電池システムを鋭意開発中である。このような構成であれば、蓄電池システムが備える蓄電池ユニットの台数を建物の規模に応じて増減させることにより、蓄電池システム全体における蓄電池の容量が適切なものとなるよう調整することができる。つまり、容量の異なる複数の蓄電池を予め用意しておかなくても、様々な規模の建物に対して適切に対応し得る拡張性の高い蓄電池システムを提供することができる。

複数の蓄電池ユニットを備えた構成の蓄電池システムにおいては、個々の蓄電池の状況（ＳＯＣや劣化度合い等）に応じたきめ細やかな制御が行われることが望ましい。しかしながら、蓄電池システムの充放電を管理する上位システムがそれぞれの蓄電池ユニットを個別に制御するような構成とすると、上位システムの負荷が大きくなり過ぎてしまう。

そこで、下記特許文献１に記載の蓄電池システムでは、複数の蓄電池ユニットのうち、一つの蓄電池ユニットに搭載された制御装置がマスターとして機能し、他の制御装置（スレーブ）を統括制御するように構成されている。このような構成においては、個々の蓄電池の状況に応じたきめ細やかな制御はマスターにより行われるので、上位システムの負荷が大きくなり過ぎてしまうことはない。

特開２０１４−１２８０６３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の蓄電池システムにおいては、マスターとなる制御装置が、他の全ての制御装置と個別に通信を行いながら、全ての蓄電池ユニットの充放電をそれぞれ制御することとなる。このため、上位システムの負荷は小さくなる一方で、マスターとなる制御装置の負荷（演算及び通信の負荷）は大きくなる。また、蓄電池ユニットの数が増加した場合には、スレーブとなる制御装置の数も増加するので、マスターとなる制御装置の負荷が更に大きくなってしまう可能性がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電池ユニットの数が多くなった場合でも、一部の制御装置の負荷が大きくなり過ぎてしまうことの無い蓄電池システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る蓄電池システムは、上位システムからの充放電指令に応じて充放電を行う蓄電池システムであって、蓄電池と、蓄電池の充放電を制御する制御装置と、を有する蓄電池ユニットを複数備えており、それぞれの制御装置は、他の全ての蓄電池ユニットを複数のグループに分けた上で、それぞれのグループについて、当該グループに属する制御装置のうちの一つの制御装置のみと通信を行うことにより、当該グループに属する蓄電池に関する情報を取得する。

このような蓄電池システムにおいては、一つの制御装置が他の制御装置と通信を行うことにより、蓄電池に関する情報を取得している。蓄電池に関する情報とは、例えば蓄電量（残存容量）や、蓄電池の故障の有無等を示す情報である。

また、蓄電池に関する情報を取得するにあたっては、他の全ての制御装置との間で個別に通信を行うのではなく、各グループについて、当該グループに属する制御装置のうちの１つのみとの間で通信を行う。このため、蓄電池に関する情報が、比較的小さな負荷の通信により取得される。

以上のような、他の全ての蓄電池ユニットのグループ分け、及び各グループに属する蓄電池に関する情報の取得は、いずれも、それぞれの制御装置により行われている。つまり、それぞれの制御装置が、他の蓄電池に関する情報をグループ毎の情報として取得し、管理している。このような分散管理が行われることにより、複数の制御装置における通信及び演算の負荷が均等となるので、一の制御装置のみの負荷が他に比べて大きくなり過ぎることが無い。

例えば、上位システムからの充放電指令を一つの制御装置が受信すると、当該制御装置は、（小さな通信負荷で）取得された上記情報に基づいて、充放電の実施対象となる蓄電池を適切に特定することができる。また、そのように特定された蓄電池において充放電が行われるように、他の制御装置を制御することもできる。その結果、個々の蓄電池の状況に応じたきめ細やかな制御を、一部の制御装置の負荷を増加させ過ぎることなく行うことができる。

本発明によれば、蓄電池ユニットの数が多くなった場合でも、一部の制御装置の負荷が大きくなり過ぎてしまうことの無い蓄電池システムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る蓄電池システムの全体構成を模式的に示す図である。 蓄電池ユニットのグループ分けについて説明するための図である。 蓄電池ユニットの制御装置が管理するデータベースについて説明するための図である。 蓄電池ユニットのグループ分けについて説明するための図である。 上位システムによって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 蓄電池ユニットの制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る蓄電池システムＢＳの構成について説明する。蓄電池システムＢＳは、後述の蓄電池２０に蓄えられた電力を、不図示の建物に供給するためのものである。また、当該建物に電力系統から供給される電力の一部を、蓄電池２０に蓄えることも可能となっている。このような蓄電池システムＢＳが備えられることにより、電力系統から建物に供給される電力の平準化（所謂ピークカット）を行うことが可能となっている。蓄電池システムＢＳと建物とは、直流バスラインである電力供給ライン５１０を介して互いに接続されている。

蓄電池システムＢＳは、複数の蓄電池ユニット１０により構成されている。それぞれの蓄電池ユニット１０の構成は全て同一となっている。蓄電池ユニット１０は、蓄電池２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、制御装置４０とを有している。

蓄電池２０は、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池からなる二次電池である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、蓄電池２０で生じた直流電力を昇圧して電力供給ライン５１０に供給するための電力変換器である。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、電力供給ライン５１０と蓄電池２０との間で電圧を調整して両者を繋ぐものということができる。

制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インタフェースを備えたコンピュータシステムとして構成されている。制御装置４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の電力変換動作を制御することにより、蓄電池２０から電力供給ライン５１０への電力の出力（以下、「放電」とも表記する）、及び電力供給ライン５１０から蓄電池２０への電力の入力（以下、「充電」とも表記する）を制御する。

また、制御装置４０は、蓄電池２０の状態を常にモニタリングしている。具体的には、蓄電池２０の出力端子間電圧、蓄電量（残存容量）、劣化度合い、故障の有無などを常にモニタリングしている。

本実施形態に係る蓄電池システムＢＳでは、以上のような構成の蓄電池ユニット１０が計３２台備えられており、電力供給ライン５１０に対してこれらが互いに並列に接続されている。説明の便宜上、これら蓄電池ユニット１０のそれぞれに０番から３１番の番号を個別に対応させた上で、例えば０番に対応する蓄電池ユニット１０のことを「蓄電池ユニット１００」のように表記し、１番に対応する蓄電池ユニット１０のことを「蓄電池ユニット１０１」のように表記する。

同様に、例えば蓄電池ユニット１０１の蓄電池２０のことを「蓄電池２０１」のように表記し、蓄電池ユニット１０１のＤＣ／ＤＣコンバータ３０のことを「ＤＣ／ＤＣコンバータ３０１」のように表記し、蓄電池ユニット１０１の制御装置４０のことを「制御装置４０１」のように表記する。

上位システム５２０は、蓄電池システムＢＳの全体の動作を統括制御する外部のコンピュータシステムである。上位システム５２０は、例えば建物に備えられた太陽光発電システムの発電量の時間変化や、建物において使用される電力（需要電力）の時間変化を予測する。上位システム５２０は、これらの予測に基づいて、電力系統から出力される電力の変化を平準化するための充放電計画を作成する。充放電計画とは、蓄電池システムＢＳが今後行うべき充電又は放電の計画であって、例えば、充電又は放電を行うべき電力の目標値が１時間ごとの値（以下、「充放電指令値」と表記する）として設定されたものである。

上位システム５２０と各制御装置４０とは、通信線５３０により接続されている。後に詳しく説明するように、上位システム５２０は、３２台の制御装置４０のうちいずれか１台と通信を行い、当該制御装置４０に対して充放電指令値を送信する。充放電指令値を受信した制御装置４０は、蓄電池システムＢＳから充放電される電力の値が充放電指令値と一致するように、他の制御装置４０を制御する。通信線５３０により、上記のような上位システム５２０と制御装置４０との間における通信が行われる。また、通信線５３０により、制御装置４０同士の通信（例えば、制御装置４０１と制御装置４０２との間における通信）も行われる。

それぞれの制御装置４０は、他の制御装置４０との間で通信を行うことにより、他の蓄電池２０に関する情報を管理データベースとして記憶し且つ更新している。この管理データベースついて、図２乃至図４を参照しながら説明する。

制御装置４００、すなわち０番の蓄電池ユニット１００に搭載された制御装置４０が記憶している管理データベースについて説明する。制御装置４００は、自らが搭載された蓄電池ユニット１００以外の他の蓄電池ユニット１０を、複数のグループに分けた上で管理を行っている。

図２では、３２台（０番〜３１番）の蓄電池ユニット１０がそれぞれ丸数字で表現されている。また、当該丸数字の横には、その蓄電池ユニット１０の蓄電池２０に充電されている電力量、すなわち残存容量が付記されている。例えば、３番の蓄電池ユニット１０３に搭載された蓄電池２０３の残存容量は、この例では３ｋＷｈとなっている。また、７番の蓄電池ユニット１０７に搭載された蓄電池２０７の残存容量は、この例では２ｋＷｈとなっている。

制御装置４００により行われたグループ分けの結果、蓄電池ユニット１０１はグループＧ０に属している。また、蓄電池ユニット１０２及び蓄電池ユニット１０３は、同一のグループＧ１に属している。蓄電池ユニット１０４乃至蓄電池ユニット１０７は、同一のグループＧ２に属している。

同様に、蓄電池ユニット１０８乃至蓄電池ユニット１１５は、同一のグループＧ３に属している。また、蓄電池ユニット１１６乃至蓄電池ユニット１３１は、同一のグループＧ４に属している。このように、ｎ（ｎ＝０、１、２、・・）番目のグループである「グループＧｎ」には、２ⁿ個の蓄電池ユニット１０が属している。

また、図２のように蓄電池ユニット１０を番号順に且つ円形に並べた場合において、０番目の蓄電池ユニット１００（グループ分けを行う制御装置４００が搭載された蓄電池ユニット１０）よりも後に続く蓄電池ユニット１０が、ｎの値が増加する毎にグループＧｎに２ⁿ個ずつ順に含まれて行くようなグループ分けとなっている。

図３（Ａ）には、制御装置４００において記憶され更新されている管理データベースの例が示されている。同図にある「管理ＩＤ」とは、上記の各グループのそれぞれに付される番号であって、グループに属する蓄電池ユニット１０を示す番号のうち、図２のように並べられた状態での反時計回り方向における先端部、に配置された蓄電池ユニット１０を示す番号のことである。図２の場合には、グループに属する蓄電池ユニット１０を示す番号のうち最も小さい番号が管理ＩＤとなっている。例えばグループＧ０の管理ＩＤは１であり、グループＧ１の管理ＩＤは２であり、グループＧ２の管理ＩＤは４である。

それぞれのグループには、管理ＩＤに対応する番号の蓄電池ユニット１０が１台ずつ存在することになる。以下では、管理ＩＤに対応する番号の蓄電池ユニット１０のことを、グループを代表する蓄電池ユニット１０として「代表ユニット」とも称することがある。

図３（Ａ）のうち管理ＩＤが１となっている行には、１番の蓄電池ユニット１０１が代表ユニットとなっているグループＧ０の情報が示されている。また、管理ＩＤが２となっている行には、２番の蓄電池ユニット１０２が代表ユニットとなっているグループＧ１の情報が示されている。図３（Ａ）のその他の行についても同様である。

「自残存容量」とは、グループの代表ユニットに搭載された蓄電池２０における残存容量のことである。「最大残存容量」とは、グループに属する全ての蓄電池２０の残存容量のうち、最も大きな残存容量のことである。「最低残存容量」とは、グループに属する全ての蓄電池２０の残存容量のうち、最も小さな残存容量のことである。

例えば、図３（Ａ）のうち管理ＩＤが１となっている行について見ると、グループＧ０に属する蓄電池２０は、蓄電池ユニット１０１の蓄電池２０１の１台のみである。このため、自残存容量、最大残存容量、及び最低残存容量は、いずれも蓄電池２０１の残存容量である８ｋＷｈとなっている。

また、図３（Ａ）のうち管理ＩＤが２となっている行について見ると、グループＧ１に属する蓄電池２０は、蓄電池ユニット１０２の蓄電池２０２と、蓄電池ユニット１０３の蓄電池２０３の２台である。自残存容量は、代表ユニット（蓄電池ユニット１０２）の蓄電池２０２の残存容量である４ｋＷｈとなっている。また、最大残存容量は、同じく蓄電池２０２の残存容量である４ｋＷｈとなっており、最低残存容量は、蓄電池２０３の残存容量である３ｋＷｈとなっている。

管理ＩＤが４、８、１６の各行についても上記と同様である。このように、制御装置４００の管理データベース（図３（Ａ））では、全ての蓄電池２０３の残存容量がそれぞれ個別に記憶されているのではなく、グループ毎の最大残存容量等が記憶されている。

制御装置４００は、図３（Ａ）に示される管理データベースを更新するにあたり、全ての制御装置４０と個別に通信を行うのではなく、各グループの代表ユニットに搭載された制御装置４０とのみ通信を行う。本実施形態の場合には、制御装置４００は制御装置４０１、４０２、４０４、４０８、４１６と通信を行い、他の制御装置４０とは通信を行わない。このため、制御装置４００は、比較的負荷の小さな通信のみを行いながら、各グループに属する蓄電池２０に関する情報を取得して管理データベースを更新する。

尚、図２における代表ユニット（蓄電池ユニット１０２等）が故障していた場合には、当該故障している蓄電池ユニット１０を除外した上で上記と同様のグループ分けが行われ、通信を行う対象となる代表ユニットが選定される。また、新たな蓄電池ユニット１０が追加されるなどして蓄電池ユニット１０の台数が変化した場合にも、上記と同様のグループ分けが行われ、通信を行う対象となる代表ユニットが選定される。このように、代表ユニットとなる蓄電池ユニット１０は常に固定されているわけではなく、状況によって適宜変更される。

各代表ユニットの制御装置（４０４等）は、同じグループに属する制御装置４０のうち少なくとも一部との間で直接通信を行っており、これにより制御装置４００に送信すべきデータ（最大残存容量等）の更新を行っている。

具体的には、制御装置４００以外の制御装置４０も、制御装置４００と同様に他の蓄電池ユニット１０をグループ分けしており、制御装置４００と同様に管理データベースを記憶し更新している。このような管理データベースの更新は、制御装置４００と通信を行う制御装置４０１、４０２、４０４、４０８、４１６だけではなく、全ての制御装置４０において並行して行われている。つまり、制御装置４０の個数と同数の管理データベースが存在しており、常に更新されている。

図４には、制御装置４０４が管理データベースを更新する際に行う、蓄電池ユニット１０のグループ分けの例が示されている。

制御装置４０４により行われたグループ分けの結果、蓄電池ユニット１０５はグループＧ０に属している。また、蓄電池ユニット１０６及び蓄電池ユニット１０７は、同一のグループＧ１に属している。蓄電池ユニット１０８乃至蓄電池ユニット１１１は、同一のグループＧ２に属している。

同様に、蓄電池ユニット１１２乃至蓄電池ユニット１１９は、同一のグループＧ３に属している。また、蓄電池ユニット１２０乃至蓄電池ユニット１３１、及び蓄電池ユニット１００乃至蓄電池ユニット１０３は、同一のグループＧ４に属している。このように、ｎ（ｎ＝０、１、２、・・）番目のグループである「グループＧｎ」には、２ⁿ個の蓄電池ユニット１０が属している。

また、図４のように蓄電池ユニット１０を番号順に且つ円形に並べた場合において、４番目の蓄電池ユニット１０４（グループ分けを行う制御装置４０４が搭載された蓄電池ユニット１０）よりも後に続く蓄電池ユニット１０が、ｎの値が増加する毎にグループＧｎに２ⁿ個ずつ順に含まれて行くようなグループ分けとなっている。

図３（Ｂ）には、制御装置４０４において記憶され更新されている管理データベースの例が示されている。この例においても、上記の各グループに属する蓄電池ユニット１０を示す番号のうち、図４のように並べられた状態での反時計回り方向における先端部、に配置された蓄電池ユニット１０を示す番号が管理ＩＤとなっている。このため、制御装置４０４で記憶され更新されている管理データベースにおいては、管理ＩＤは５、６、８、１２、２０である。換言すれば、蓄電池ユニット１０５、１０６、１０８、１１２、１２０の５台が代表ユニットとなっている。

他の管理データベースの例として、制御装置４０８の管理データベースについても説明する。図３（Ｃ）には、制御装置４０８において記憶され更新されている管理データベースの例が示されている。

図２や図４のような図示は省略するが、制御装置４０８により行われたグループ分けの結果、蓄電池ユニット１０９はグループＧ０に属している。また、蓄電池ユニット１１０及び蓄電池ユニット１１１は、同一のグループＧ１に属している。蓄電池ユニット１１２乃至蓄電池ユニット１１５は、同一のグループＧ２に属している。

同様に、蓄電池ユニット１１６乃至蓄電池ユニット１２３は、同一のグループＧ３に属している。また、蓄電池ユニット１２４乃至蓄電池ユニット１３１、及び蓄電池ユニット１００乃至蓄電池ユニット１０７は、同一のグループＧ４に属している。このように、ｎ（ｎ＝０、１、２、・・）番目のグループである「グループＧｎ」には、２ⁿ個の蓄電池ユニット１０が属している。

この例においても、制御装置４０８によって分類された各グループに属する蓄電池ユニット１０を示す番号のうち、図２等のように番号順且つ円形に並べられた状態での反時計回り方向における先端部、に配置された蓄電池ユニット１０を示す番号が管理ＩＤとなっている。制御装置４０８で記憶され更新されている管理データベースにおいては、管理ＩＤは９、１０、１２、１６、２４である。換言すれば、蓄電池ユニット１０９、１１０、１１２、１１６、１２４の５台が代表ユニットとなっている。

制御装置４００の管理データベース、すなわち図３（Ａ）に戻って説明を続ける。既に述べたように、制御装置４００は図３（Ａ）に示される管理データベースを更新するにあたり、各グループの代表ユニットに搭載された制御装置４０とのみ通信を行っている。

例えば、管理ＩＤが４の行のデータを更新するに当たっては、制御装置４００は、グループＧ２の代表ユニットに搭載された制御装置４０４と通信を行うことにより、グループＧ２に属する蓄電池２０の情報、すなわち蓄電池２０４、２０５、２０６、２０７についての情報を取得する。

これらの情報のうち蓄電池２０４についての情報は、制御装置４０４が蓄電池２０４から直接取得することができる。また、蓄電池２０５についての情報は、図３（Ｂ）に示される管理データベースのうち、管理ＩＤが５の行から取得することができる。蓄電池２０６、２０７についての情報は、図３（Ｂ）に示される管理データベースのうち、管理ＩＤが６の行から取得することができる。制御装置４０４は、制御装置４００からの求めに応じて、これらの情報を制御装置４００に送信する。制御装置４００は、これに基づいて管理ＩＤが４の行のデータを更新する。

また、管理ＩＤが８の行のデータを更新するに当たっては、制御装置４００は、グループＧ３の代表ユニットに搭載された制御装置４０８と通信を行うことにより、グループＧ３に属する蓄電池２０の情報、すなわち蓄電池２０８乃至蓄電池２１５についての情報を取得する。

これらの情報のうち蓄電池２０８についての情報は、制御装置４０８が蓄電池２０８から直接取得することができる。また、蓄電池２０９についての情報は、図３（Ｃ）に示される管理データベースのうち、管理ＩＤが９の行から取得することができる。蓄電池２１０、２１１についての情報は、図３（Ｃ）に示される管理データベースのうち、管理ＩＤが１０の行から取得することができる。蓄電池２１２、２１３、２１４、２１５についての情報は、図３（Ｃ）に示される管理データベースのうち、管理ＩＤが１２の行から取得することができる。制御装置４０８は、制御装置４００からの求めに応じて、これらの情報を制御装置４００に送信する。制御装置４００は、これに基づいて管理ＩＤが８の行のデータを更新する。他の行についても以上の例と同様に、制御装置４００が他の制御装置４０と通信を行うことで更新する。

他の管理データベース、すなわち、制御装置４０１の管理データベースや制御装置４０２の管理データベース等についても、全て上記と同様に更新されている。つまり、全ての制御装置４０が、他の（代表ユニットに搭載された）制御装置４０と通信を行うことにより他の管理データベースの一部を参照しながら、自らの管理データベースを常に更新し続けている。換言すれば、特定の制御装置４０（マスター）によって情報が一元管理されているのではなく、互いに対等な立場の制御装置４０によって、それぞれが保有する情報（管理データベース）が分散管理されている。

上位システム５２０から充放電指令値が送信される場合の処理について説明する。先ず、上位システム５２０側で行われる処理について、図５を参照しながら説明する。

最初のステップＳ０１では、充放電指令値の算出が行われる。充放電指令値は、今後の１時間の間に蓄電池システムＢＳが充電又は放電を行うべき電力の目標値である。本実施形態では、充電を行うべき場合には充放電指令値の符号が正とされ、放電を行うべき場合には充放電指令値の符号が負とされる。

ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、算出された充放電指令値が蓄電池システムＢＳへと送信される。具体的には、３２台の制御装置４０のうちの１台に対し、充放電指令値が送信される。仮に、制御装置４０との通信ができなかった場合には、当該制御装置４０とは別の制御装置４０に向けて充放電指令値が再度送信される。

図５に示される以上の処理は、１時間が経過する毎に繰り返し行われる。上位システム５２０は充放電指令値を算出し、これを１台の制御装置４０に送信するだけでよいので、蓄電池ユニット１０の台数が増加した場合であっても、上位システム５２０の処理負荷が大きく増加してしまうことはない。

続いて図６を参照しながら、蓄電池システムＢＳの制御装置４０側で行われる処理について説明する。図６に示される一連の処理は、上位システム５２０から充放電指令値を受信した制御装置４０によって行われる。つまり、図６に示される一連の処理を行う制御装置４０は特定の一台に固定されているのではなく、全ての制御装置４０が当該処理を行い得る構成となっている。

ステップＳ１１において充放電指令値が受信されると、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、充放電指令値に応じた充電又は放電を行うために同時に動作させることが必要な、蓄電池ユニット１０の台数（以下、「必要台数」とも称する）が算出される。

本実施形態では、各蓄電池ユニット１０からの充電及び放電は、常にＤＣ／ＤＣコンバータ３０の定格電力で行われる。このため、必要台数は、充放電指令値を定格電力で除する（小数点以下は繰り上げ）ことにより算出される。

ステップＳ１２に続くステップＳ１３では、充放電指令値の値が０よりも大きいか否かが判定される。充放電指令値の値が０以下の場合、すなわち、この後放電が行われるべき場合には、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では上閾値が設定される。「上閾値」とは、蓄電池２０の残存容量について設定される閾値である。本実施形態では、残存容量が上閾値以上となっている蓄電池２０、すなわち放電を行うための残存容量（蓄電量）が十分にある蓄電池２０から放電が行われる。

ステップＳ１４に続くステップＳ１５では、３２台（０番〜３１番）の蓄電池２０の中から、残存容量が上閾値以上となっている蓄電池２０が探索される。当該探索の処理は、上位システム５２０から充放電指令値を受信した制御装置４０が、他の制御装置４０（代表ユニット）と通信を行うことにより行われる。

以下では、上位システム５２０から充放電指令値を受信したのが制御装置４００であり、且つそれぞれの蓄電池２０の状態が図２及び図３で示される状態であると仮定して、このような場合においてステップＳ１５で行われる探索の処理の例について説明する。設定された上閾値は５ｋＷｈであるとする。

制御装置４００は、グループＧ０、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ４の順に、残存容量が上閾値以上となっている蓄電池２０の探索を行う。かかる探索は、制御装置４００の管理データベース（図３（Ａ））を参照しながら行われる。

管理データベースのうち管理ＩＤが１の行によれば、グループＧ０では最大残存容量が８ｋＷｈとなっている。つまり、グループＧ０には、残存容量が上閾値以上となっている蓄電池２０が存在している。

グループＧ０に属するのは蓄電池２０１の１台のみであるから、残存容量が上閾値以上となっているのは蓄電池２０１であることは明らかである。このため、蓄電池２０１が１台目の放電対象として発見されたことになる。尚、蓄電池２０１の蓄電量は、上記のように管理データベースを参照すれば判明するのであるが、制御装置４００が制御装置４０１と通信を行って確認することとしてもよい。

続いて、グループＧ１の探索が行われる。しかしながら、制御装置４００の管理データベース（図３（Ａ））のうち管理ＩＤが２の行をみると、最大残存容量が４ｋＷｈとなっている。つまり、グループＧ１には、残存容量が上閾値以上となっている蓄電池２０が存在しないことは明らかである。このため、制御装置４００はグループＧ１の探索をスキップして、グループＧ２の探索を行う。

制御装置４００の管理データベース（図３（Ａ））のうち管理ＩＤが４の行を見ると、最大残存容量が９ｋＷｈとなっている。つまり、グループＧ２には、残存容量が上閾値以上となっている蓄電池２０が存在している。

グループＧ２の自残存容量は９ｋＷｈとなっているので、蓄電池２０４の残存容量が９ｋＷｈであることがわかる。このため、蓄電池２０４が２台目の放電対象として発見されたことになる。

尚、グループＧ２において、残存容量が上閾値以上となっている蓄電池２０が蓄電池２０４の他にも存在するか否かは、制御装置４００の管理データベースを参照しても判明しない。そこで、制御装置４００は制御装置４０４（グループＧ２の代表ユニットに搭載された制御装置４０）と通信を行うことにより、グループＧ２について他の蓄電池２０の探索を行う。

制御装置４０４は、制御装置４００からの求めに応じて、グループＧ２についての情報、すなわち、蓄電池２０５乃至蓄電池２０７についての情報を提供する。制御装置４０４は、自らの管理データベース（図３（Ｂ））のうち、管理ＩＤが５の行及び６の行を参照することで、当該情報を得ることができる。

図３（Ｂ）に示される例では、管理ＩＤが５の行及び６の行はいずれも、最大残存容量が５ｋＷｈよりも小さくなっている。このため、蓄電池２０５、２０６、２０７には、残存容量が上閾値以上となっているものは存在しない。制御装置４０４は、その旨を制御装置４００に送信する。制御装置４００は、グループＧ２についての探索を終了する。

グループＧ３、Ｇ４についての探索も、上記と同様に行われる。つまり、制御装置４００が代表ユニットと通信を行い、また当該代表ユニットが、必要に応じて他の制御装置４０と通信を行うことで、グループＧ３、Ｇ４についての探索が行われる。

探索が行われる際には、制御装置４００が他の全ての制御装置４０と個別に通信を行うのではなく、代表ユニットである制御装置４０１、４０２、４０４、４０８、４１６とのみ通信を行う。また、通信の相手方である制御装置４０１等は、必要に応じて他の制御装置４０と通信を行うのであるが、この場合も、自らが行ったグループ分けの結果代表ユニットとなっている制御装置４０とのみ通信を行う。このため、探索が行われる際における通信の負荷は分散されており、制御装置４０の１台あたりの負荷は比較的小さくなっている。

以上のように探索が行われる結果、３２台の蓄電池２０の中から、残存容量が上閾値以上となっているものが発見（特定）される。このとき、発見された蓄電池２０の台数が必要台数に到達した場合には、その時点で探索が中断される。

ステップＳ１５に続くステップＳ１６では、放電対象として発見された蓄電池２０の台数が、ステップＳ１２で算出された必要台数に到達したか否かが判定される。必要台数分の蓄電池２０が発見された場合には、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２では、制御装置４００が他の制御装置４０と通信を行い、これらを制御することにより、蓄電池システムＢＳからの放電が行われる。具体的には、ステップＳ１５の探索で発見された蓄電池２０の全てにおいて、定格電力での放電が行われるよう、各制御装置４０の制御が行われる。蓄電池システムＢＳからの放電は、上位システム５２０からの充放電指令値が次に受信されるまでの間、継続される。

ステップＳ１６において、放電対象として発見された蓄電池２０の台数が必要台数よりも少なかった場合には、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７では、上閾値の値が、これまでよりも小さい値となるように変更される。例えば、５ｋＷｈから４．５ｋＷｈへと変更される。その後、ステップＳ１５以降の処理が再度実行される。これにより、より多くの蓄電池２０が放電対象として発見されることとなる。

ステップＳ１３において、充放電指令値の値が０よりも大きい場合、すなわち、この後充電が行われるべき場合には、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８では下閾値が設定される。「下閾値」とは、上閾値と同様に、蓄電池２０の残存容量について設定される閾値である。本実施形態では、残存容量が下閾値以下となっている蓄電池２０、すなわち充電を行うための余裕（空き容量）が十分にある蓄電池２０に対して充電が行われる。

ステップＳ１８に続くステップＳ１９では、３２台（０番〜３１番）の蓄電池２０の中から、残存容量が下閾値以下となっている蓄電池２０が探索される。当該探索の処理は、上位システム５２０から充放電指令値を受信した制御装置４０が、他の制御装置４０（代表ユニット）と通信を行うことにより行われる。

以下では、上位システム５２０から充放電指令値を受信したのが制御装置４００であり、且つそれぞれの蓄電池２０の状態が図２及び図３で示される状態であると仮定して、このような場合においてステップＳ１９で行われる探索の処理の例について説明する。設定された下閾値は３ｋＷｈであるとする。

制御装置４００は、グループＧ０、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ４の順に、残存容量が下閾値以下となっている蓄電池２０の探索を行う。かかる探索は、制御装置４００の管理データベース（図３（Ａ））を参照しながら行われる。

管理データベースのうち管理ＩＤが１の行によれば、グループＧ０では最低残存容量が８ｋＷｈとなっている。つまり、グループＧ０には、残存容量が下閾値以下となっている蓄電池２０が存在しない。このため、制御装置４００はグループＧ０の探索をスキップして、グループＧ１の探索を行う。

制御装置４００の管理データベース（図３（Ａ））のうち管理ＩＤが２の行を見ると、最低残存容量が３ｋＷｈとなっている。つまり、グループＧ１には、残存容量が下閾値以下となっている蓄電池２０が存在している。

ここで、グループＧ１の自残存容量（蓄電池２０２の残存容量）が４ｋＷｈとなっており、グループＧ１に属する蓄電池２０は蓄電池２０２と蓄電池２０３のみである。このため、残存容量が３ｋＷｈとなっているのは蓄電池２０３だということがわかる。つまり、蓄電池２０３が１台目の充電対象として発見されたことになる。

尚、グループＧ１の自残存容量が仮に３ｋＷｈであるような場合には、蓄電池２０３の残存容量を制御装置４００の管理データベースから確定させることはできない。この場合、制御装置４００は制御装置４０１と通信を行うことにより、蓄電池２０３の残存容量を確認する。制御装置４０１は、自らの管理データベース（不図示）を参照することにより蓄電池２０３の残存容量を確認し、これを制御装置４００へと送信する。

続いて、グループＧ２の探索が行われる。制御装置４００の管理データベース（図３（Ａ））のうち管理ＩＤが４の行を見ると、最低残存容量が２ｋＷｈとなっている。つまり、グループＧ２には、残存容量が下閾値以下となっている蓄電池２０が存在している。

グループＧ２の自残存容量は９ｋＷｈとなっているので、残存容量が下閾値以下となっている蓄電池２０は、蓄電池２０５、２０６、２０７のいずれかということになる。しかしながら、管理データベース（図３（Ａ））を参照しただけでは、残存容量が下閾値以下となっている蓄電池２０がどれかを特定することができない。

そこで、制御装置４００は制御装置４０４（グループＧ２の代表ユニットに搭載された制御装置４０）と通信を行うことにより、グループＧ２についての蓄電池２０の探索を行う。

制御装置４０４は、制御装置４００からの求めに応じて、グループＧ２についての情報、すなわち、蓄電池２０５乃至蓄電池２０７についての情報を提供する。制御装置４０４は、自らの管理データベース（図３（Ｂ））のうち、管理ＩＤが５の行及び６の行を参照することで、当該情報を得ることができる。

図３（Ｂ）に示される例では、管理ＩＤが５の行は最低残存容量が３ｋＷｈとなっている。また、管理ＩＤが５のグループには１台の蓄電池ユニット１０５しか存在しておらず（図４を参照）、従って１台の蓄電池２０５のみしか存在しない。このため、残存容量が３ｋＷｈとなっているのは蓄電池２０５だということがわかる。つまり、蓄電池２０５が２台目の充電対象として発見されたことになる。

管理ＩＤが６の行は最低残存容量が２ｋＷｈとなっている。また、自残存容量（蓄電池２０６の残存容量）が４．５ｋＷｈとなっており、同じグループ（制御装置４０４により分けられたグループであって、管理ＩＤが６に対応するもの）に属する蓄電池２０は蓄電池２０６と蓄電池２０７のみである。このため、残存容量が２ｋＷｈとなっているのは蓄電池２０７だということがわかる。つまり、蓄電池２０７が３台目の充電対象として発見されたことになる。

グループＧ３、Ｇ４についての探索も、上記、及びステップＳ１４における探索と同様に行われる。つまり、制御装置４００が代表ユニットと通信を行い、また当該代表ユニットが、必要に応じて他の制御装置４０と通信を行うことで、グループＧ３、Ｇ４についての探索が行われる。

探索が行われる際には、制御装置４００が他の全ての制御装置４０と個別に通信を行うのではなく、代表ユニットである制御装置４０１、４０２、４０４、４０８、４１６とのみ通信を行う。また、通信の相手方である制御装置４０１等は、必要に応じて他の制御装置４０と通信を行うのであるが、この場合も、自らが行ったグループ分けの結果代表ユニットとなっている制御装置４０とのみ通信を行う。このため、探索が行われる際における通信の負荷は分散されており、制御装置４０の１台あたりの負荷は比較的小さくなっている。

以上のように探索が行われる結果、３２台の蓄電池２０の中から、残存容量が下閾値以下となっているものが発見（特定）される。このとき、発見された蓄電池２０の台数が必要台数に到達した場合には、その時点で探索が中断される。

ステップＳ１９に続くステップＳ２０では、放電対象として発見された蓄電池２０の台数が、ステップＳ１２で算出された必要台数に到達したか否かが判定される。必要台数分の蓄電池２０が発見された場合には、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２０からステップＳ２２に移行した場合には、制御装置４００が他の制御装置４０と通信を行い、これらを制御することにより、蓄電池システムＢＳへの充電が行われる。具体的には、ステップＳ１９の探索で発見された蓄電池２０の全てにおいて、定格電力での充電が行われるよう、各制御装置４０の制御が行われる。蓄電池システムＢＳへの充電は、上位システム５２０からの充放電指令値が次に受信されるまでの間、継続される。

ステップＳ２０において、充電対象として発見された蓄電池２０の台数が必要台数よりも少なかった場合には、ステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１では、下閾値の値が、これまでよりも大きい値となるように変更される。例えば、３ｋＷｈから３．５ｋＷｈへと変更される。その後、ステップＳ１５以降の処理が再度実行される。これにより、より多くの蓄電池２０が充電対象として発見されることとなる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の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。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

ＢＳ：蓄電池システム
１０：蓄電池ユニット
２０：蓄電池
３０：ＤＣ／ＤＣコンバータ
４０：制御装置
５１０：電力供給ライン
５２０：上位システム
５３０：通信線

Claims (5)

1. 上位システム（５２０）からの充放電指令に応じて充放電を行う蓄電池システム（ＢＳ）であって、
   蓄電池（２０）と、前記蓄電池の充放電を制御する制御装置（４０）と、を有する蓄電池ユニット（１０）を複数備えており、
   それぞれの前記制御装置は、
   他の全ての前記蓄電池ユニットを複数のグループ（Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ４）に分けた上で、
   それぞれの前記グループについて、当該グループに属する前記制御装置のうちの一つの前記制御装置のみと通信を行うことにより、当該グループに属する前記蓄電池に関する情報を取得することを特徴とする蓄電池システム。
2. 前記上位システムからの前記充放電指令を受信した前記制御装置は、
   前記情報に基づいて、充放電を行う前記蓄電池を特定することを特徴とする、請求項１に記載の蓄電池システム。
3. 前記上位システムから前記充放電指令を受信すること、及び、前記情報に基づいて充放電を行う前記蓄電池を特定することは、いずれの前記制御装置でも行い得ることを特徴とする、請求項２に記載の蓄電池システム。
4. 前記上位システムからの前記充放電指令を受信した前記制御装置は、
   充放電を行う前記蓄電池を特定した後、特定された全ての前記蓄電池から充放電が行われるよう、他の前記制御装置を制御することを特徴とする、請求項２に記載の蓄電池システム。
5. 前記上位システムから前記充放電指令を受信すること、前記情報に基づいて充放電を行う前記蓄電池を特定すること、及び、特定された全ての前記蓄電池から充放電が行われるよう、他の前記制御装置を制御することは、いずれの前記制御装置でも行い得ることを特徴とする、請求項４に記載の蓄電池システム。

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