JP2017028883A - 蓄電システム及び蓄電池制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池を複数台設置した場合に、複数の蓄電池において、劣化の度合いを平均化させることができる蓄電システム及び蓄電池制御方法を提供する。
【解決手段】蓄電システム１は、系統５０に接続され負荷４０に電力を供給する。蓄電システム１は、蓄電池１０〜１２、パワーコンディショナ２０〜２２、電流センサ３０〜３２を含む。パワーコンディショナ２０〜２２は、蓄電池１０〜１２において劣化の度合いが平均化するように、電流センサ３０〜３２が検出した値に基づき、それぞれ、蓄電池１０〜１２に放電させる制御を行う。
【選択図】図1

Description

本発明は、蓄電システム及び蓄電池制御方法に関する。

近年、蓄電池の充放電電力の制御をより安定化させるために、複数の蓄電池を需要家に設置させる要求が高まってきている。そこで、複数の蓄電池の充放電を制御する蓄電システムが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−１９２３２７号公報

ところで、現在の日本の制度では、再生可能エネルギーを利用していない蓄電池の電力については、電力事業者への売電が認められていない。このため、蓄電池を系統へ接続する際、蓄電池から系統への逆潮流（売電方向の電流）を防止するため、蓄電池のパワーコンディショナには、系統との間の電流を検出するための電流センサが設けられる。そして、パワーコンディショナは、系統への逆潮流を防ぐために、常に、電流センサに所定の順潮流（買電方向の電流）が流れるように蓄電池の充放電制御を行う。例えば、電流センサに流れる電流が所定の順潮流より小さい場合、パワーコンディショナは、逆潮流を防止するため、出力を低下させる。一方、例えば、電流センサに流れる電流が所定の順潮流より大きい場合、パワーコンディショナは、系統からの順潮流を減らすため、蓄電池に電力を放電させ、需要家の電気機器等の負荷に供給する。

ここで、複数の蓄電池を系統と負荷との間に接続して並列運転させる場合、各蓄電池のパワーコンディショナには、それぞれ、自機器に対応する電流センサが設けられる。そして、各パワーコンディショナは、自機器に対応する電流センサに所定の順潮流が流れるように、各パワーコンディショナに接続された蓄電池の充放電を制御する。このとき、負荷側に接続されたパワーコンディショナが、自機器に対応する電流センサに所定の順潮流が流れるように、自機器に接続された蓄電池の充放電を制御したとする。すると、系統側に接続されたパワーコンディショナの電流センサは、既に負荷側のパワーコンディショナが制御した所定の順潮流を検出することになり、蓄電池の充放電の制御を行わなくなる。従って、複数の蓄電池を並列運転させる場合、負荷側に接続された蓄電池ほど、充放電を繰り返す回数が多くなる。さらに、蓄電池は、充放電を繰り返す回数が多いほど、劣化が早く進行してしまう傾向がある。このため、複数の蓄電池を並列運転させる場合、負荷側に接続された蓄電池ほど、劣化が早く進行してしまう、という問題があった。

かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、複数の蓄電池を並列運転させる場合に、複数の蓄電池において劣化の度合いを平均化させることができる蓄電システム及び蓄電池制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る蓄電システムは、系統に接続され負荷に電力を供給する蓄電システムであって、前記系統から供給される電力により充電される複数の蓄電池と、前記複数の蓄電池の充放電をそれぞれ制御する複数の電力変換機器と、前記複数の電力変換機器のうちの少なくとも１つと前記系統との間に設けられた電流センサと、を含み、前記複数の電力変換機器は、前記電流センサの検出した値に基づき、前記複数の蓄電池における劣化の度合いが平均化するように、自機器に接続された蓄電池に放電させる制御を行うことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る蓄電池制御方法は、複数の蓄電池と、該複数の蓄電池の充放電を制御する複数の電力変換機器と、該複数の電力変換機器のうちの少なくとも１つと系統との間に設けられた電流センサと、を含む蓄電システムにおいて、前記複数の蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御方法であって、前記複数の電力変換機器は、前記電流センサの検出した値に基づき、前記複数の蓄電池において劣化の度合いが平均化するように自機器に接続された蓄電池に放電させる制御を行うことを特徴とする蓄電池制御方法。

本発明に係る蓄電システム及び蓄電池制御方法によれば、複数の蓄電池を並列運転させる場合に、複数の蓄電池において劣化の度合いを平均化させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る蓄電システムの構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る蓄電システムの動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る蓄電システムの構成の一例を示す図である。 本発明の第２の実地形態に係る蓄電システムの動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る蓄電システムの構成の一例を示す図である。 本発明の第３の実地形態に係る蓄電システムの動作の一例を示すフローチャートである。 変形例に係る蓄電システムの構成の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下では、説明を簡単にするため、蓄電池から系統への逆潮流防止用の上記の所定の順潮流は０［Ａ］であるものとする。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る蓄電システムの構成の一例を示す図である。蓄電システム１は、蓄電池１０〜１２、パワーコンディショナ（電力変換機器）２０〜２２、電流センサ３０〜３２を含む。蓄電システム１は、系統５０に接続して用いられ、負荷４０に電力を供給する。なお、図１に示す蓄電システム１は、それぞれ３つの蓄電池１０〜１２、パワーコンディショナ２０〜２２及び電流センサ３０〜３２を含んでいるが、蓄電システム１が含む蓄電池、パワーコンディショナ及び電流センサの数は、それぞれ２つでもよいし、４つ以上でもよい。また、図１において、各機能ブロックを結ぶ実線は電力線を示し、破線は制御線を示す。制御線が示す接続は、有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。

蓄電池１０〜１２は、それぞれ、系統５０から供給される電力により充電される。また、蓄電池１０〜１２は、それぞれ、充電した電力をパワーコンディショナ２０〜２２に放電する。

パワーコンディショナ２０〜２２は、それぞれ、蓄電池１０〜１２が放電する直流電力を交流電力に変換し、負荷４０に供給する。また、パワーコンディショナ２０〜２２は、系統５０から供給される交流電力を直流電力に変換して、それぞれ、蓄電池１０〜１２に供給し、蓄電池１０〜１２を充電する。なお、パワーコンディショナ２０〜２２は、蓄電池１０〜１２の充放電制御の際、それぞれ、電流センサ３０〜３２に所定の電流値が流れるように、蓄電池１０〜１２の充放電を制御する。この制御については、後述する。

電流センサ３０〜３２は、それぞれ、パワーコンディショナ２０〜２２に対応する電流センサである。電流センサ３０〜３２は、それぞれ、系統５０とパワーコンディショナ２０〜２２との間に設けられる。そして、電流センサ３０〜３２は、それぞれ、自機器に流れる順潮流又は逆潮流の値を検出し、その検出した電流値をパワーコンディショナ２０〜２２に送信する。

負荷４０は、例えば電気機器等である。負荷４０は、蓄電システム１から供給された交流電力を消費する。

以下、パワーコンディショナ２０〜２２の制御の詳細について説明する。まず、第１の実施形態に係るパワーコンディショナの制御の原理について説明する。

ｎ個のパワーコンディショナが、系統５０と負荷４０との間に接続されているとする。また、ｎ個のパワーコンディショナの各々と系統５０との接続点について系統５０を基準としたときの順番を、接続点順位と呼ぶものとする。ここで、接続点順位がｋであるパワーコンディショナ（以下「パワーコンディショナ（ｋ）」と表記する）に対応する電流センサ（以下「電流センサ（ｋ）」と表記する）が順潮流を検出したとする。このとき、パワーコンディショナ（ｋ）は、電流センサ（ｋ）に以下の式（１）で表されるＩ_Ｓ（ｋ）の電流が流れるように、パワーコンディショナ（ｋ）に接続された蓄電池（以下「蓄電池（ｋ）」と表記する）に放電させる。

Ｉ_Ｓ（ｋ）＝（（ｋ−１）／ｎ）×Ｉ （１≦ｋ≦ｎ） 式（１）

式（１）において、Ｉ_Ｓ（ｋ）は電流センサ（ｋ）に流れる電流値、Ｉは負荷４０の消費電流の値、ｎはパワーコンディショナの総数である。具体的には、Ｉは、電流センサ（ｋ）が初期に検出する値である。例えば、接続点順位が最下位である（つまり負荷４０に最も近い位置に接続される）パワーコンディショナ（ｋ＝ｎ）から順に制御を行っていく場合、Ｉは、電流センサ（ｎ）が検出する値となる。なおＩの検出方法はこれに限られず、例えば負荷４０の直前に別途電流センサを設けてＩを検出し、検出した値を各パワーコンディショナに送信するようにしてもよい。

またこの際、例えば、接続点順位が最下位である（つまり負荷４０に最も近い位置に接続される）パワーコンディショナ（ｋ＝ｎ）から制御を行っていく場合、式（１）を満たすために、パワーコンディショナ（ｋ）は、以下の式（２）で表されるＩ_Ｂ（ｋ）の電流を蓄電池（ｋ）に放電させることになる。

Ｉ_Ｂ（ｋ）＝Ｉ_Ｓ０（ｋ）／ｋ （１≦ｋ≦ｎ） 式（２）

式（２）において、Ｉ_Ｂ（ｋ）は蓄電池が放電する電流値である。また、式（２）において、Ｉ_Ｓ０（ｋ）は、１≦ｋ≦ｎ−１のとき、パワーコンディショナ（ｋ＋１）が上記式（１）に基づいて制御を行った後に電流センサ（ｋ）が検出する順潮流の値である。また、Ｉ_Ｓ０（ｋ＝ｎ）は、負荷４０の消費電流Ｉとなる。このように制御することで、ｎ個の蓄電池は、それぞれ等しくＩ／ｎの電流を放電する。以下、この制御を図１の例で説明する。

図１において、系統５０と負荷４０との間に接続されているパワーコンディショナ２０〜２２の総数は３であるため、ｎ＝３となる。また、パワーコンディショナ２０〜２２の接続点順位（ｋ）は、それぞれ、１〜３である。なお、以下では、接続点順位が最下位（ｋ＝３）である（つまり負荷４０に最も近い位置に接続される）パワーコンディショナ２２から順に制御していく例を説明するが、パワーコンディショナ２０〜２２は、上記（１）を満たすように制御を行えばよく、パワーコンディショナ２０〜２２の制御の順番はこれに限定されない。

図１において、負荷４０の消費電流は１５［Ａ］である。このため、ｋ＝３である電流センサ３２が検出する順潮流は、Ｉ_Ｓ０（３）＝１５［Ａ］となる。そのため、式（２）によって、ｋ＝３であるパワーコンディショナ２２は、蓄電池１２に５［Ａ］（＝１５［Ａ］／３）の電流を放電させ、負荷４０に供給する。これにより、ｋ＝３である電流センサ３２には式（１）で表される１０［Ａ］（＝（（３−１）／３）×１５［Ａ］）の電流が流れるようになる。次に、ｋ＝２となる電流センサ３１が検出する順潮流は、Ｉ_Ｓ０（２）＝１０［Ａ］となる。そのため、式（２）によって、ｋ＝２であるパワーコンディショナ２１は、蓄電池１１に５［Ａ］（＝１０［Ａ］／２）の電流を放電させ、負荷４０に供給する。これにより、ｋ＝２である電流センサ３１には式（１）で表される５［Ａ］（＝（（２−１）／３）×１５［Ａ］）の電流が流れるようになる。その後、ｋ＝１である電流センサ３０が検出する順潮流は、Ｉ_Ｓ０（１）＝５［Ａ］となる。そのため、式（２）によって、ｋ＝１であるパワーコンディショナ２０は、蓄電池１０に５［Ａ］（＝５［Ａ］／１）の電流を放電させ、負荷４０に供給する。これにより、ｋ＝１である電流センサ３０には式（１）で表される０［Ａ］（＝（（１−１）／３）×１５［Ａ］）の電流が流れるようになる。このように制御することで、蓄電池１０〜１２は、それぞれ等しく５［Ａ］（負荷４０の消費電流の１／３）の電流を放電する。以下、第１の実施形態に係る蓄電システム１の動作について説明する。

（システム動作）
図２は、本発明の第１の実施形態に係る蓄電システムの動作の一例を示すフローチャートである。

まず、電流センサ３０〜３２は、それぞれ、自機器に流れる順潮流の値を検出し（ステップＳ１０１）、その検出した値を、パワーコンディショナ２０〜２２に送信する（ステップＳ１０２）。

その後、パワーコンディショナ２０〜２２は、電流センサ３０〜３２に上記式（１）で表されるＩ_Ｓ（ｋ）の電流が流れるように蓄電池１０〜１２に放電させる（ステップＳ１０３）。図１の例では、パワーコンディショナ２０〜２２は、それぞれ、電流センサ３０〜３２に、０［Ａ］、５［Ａ］、１０［Ａ］の電流が流れるように蓄電池１０〜１２に放電させる。またこの際、例えば、接続点順位が最下位（ｋ＝３）である（つまり負荷４０に最も近い位置に接続される）パワーコンディショナ２２から制御を行っていく場合、式（１）を満たすために、パワーコンディショナ２０〜２２は、以下の式（２）で表されるＩ_Ｂ（ｋ）の電流を蓄電池（ｋ）に放電させる。

ステップＳ１０３の処理により、蓄電池１０〜１２は、それぞれ等しくＩ／ｎ（Ｉは負荷４０の消費電流、ｎはパワーコンディショナの総数）の電流を放電する（ステップＳ１０４）。図１の例では、蓄電池１０〜１２は、それぞれ等しく５［Ａ］（負荷４０の消費電流の１／３）の電流を放電する。

なお、上記制御は、各パワーコンディショナの設定メニュー等において、自機器に接続される蓄電池の台数設定を、そのパワーコンディショナの接続点順位に基づいて設定変更することで行うことができる。例えば、接続点順位が最下位であるパワーコンディショナから制御を行っていく場合、上記制御は、パワーコンディショナの設定メニュー等において、自機器に接続される蓄電池の台数設定を、そのパワーコンディショナの接続点順位と同じ数の蓄電池がそのパワーコンディショナに接続されていると設定変更することで行うことができる。図１の例で説明すると、パワーコンディショナ２０は接続点順位が１であるため、パワーコンディショナ２０には１台の蓄電池が接続されていると設定変更し、パワーコンディショナ２１は接続点順位が２であるため、パワーコンディショナ２１には２台の蓄電池が接続されていると設定変更する。さらに、パワーコンディショナ２２は接続点順位が３であるため、パワーコンディショナ２２には３台の蓄電池が接続されていると設定変更する。このように、上記制御は、特別な回路等を設けることを必要とせず、パワーコンディショナの設定メニュー等において、パワーコンディショナの自機器に接続される蓄電池の台数設定の変更で行うことができるため、容易に行うことができる。また、パワーコンディショナの設定メニュー等に、自機器に接続される蓄電池の台数設定がない場合であっても、ソフトウェア等に自機器に接続される蓄電池の台数設定の機能を追加すればよいので、容易に行うことができる。

また、上記では、説明を簡単にするため、逆潮流防止用の所定の順潮流は０［Ａ］とした。そのため、所定の順潮流に０［Ａ］以外の値を設定する場合は、その設定する値を式（１）に加算し、加算後の式に基づいて、パワーコンディショナは制御を行えばよい。例えば、所定の順潮流の値をα［Ａ］とすると、パワーコンディショナ（ｋ）は、電流センサ（ｋ）に以下の式（３）で表されるＩ_Ｓα（ｋ）の電流が流れるように、蓄電池（ｋ）に放電させればよい。

Ｉ_Ｓα（ｋ）＝（（ｋ−１）／ｎ）×Ｉ＋α （１≦ｋ≦ｎ） 式（３）

式（３）において、Ｉ_Ｓα（ｋ）は電流センサ（ｋ）に流れる電流値、Ｉは負荷４０の消費電流の値、ｎはパワーコンディショナの総数、αは所定の順潮流の値である。逆潮流防止用の所定の順潮流として０．５［Ａ］（α＝０．５［Ａ］）と設定する場合、図１の例で説明すると、パワーコンディショナ２０〜２２は、上記式（３）に基づき、それぞれ、電流センサ３０〜３２に、０．５［Ａ］、５．５［Ａ］、１０．５［Ａ］の電流が流れるように、蓄電池１０〜１２の充放電を制御する。これにより、系統５０からは、所定の順潮流０．５［Ａ］が流れるようになる。

また、負荷４０の消費電流の値が蓄電池１０〜１２の定格容量の合計値を超過すると想定される場合、その超過する分の電流値をαとした上記式（３）に基づいて、パワーコンディショナ２０〜２２は、蓄電池１０〜１２の制御を行ってもよい。これにより、系統５０から負荷４０へ、蓄電池１０〜１２の定格容量を超過する分の電流値αの電流が流れるようになる。

また、パワーコンディショナは、自機器に対応する電流センサが現在検出する電流値に基づいて、自機器に接続された蓄電池の放電を制御してもよい。この場合、蓄電池が放電すると、そのとき、電流センサが検出する電流値は変化する。つまり、電流センサが現在検出する電流値と蓄電池が現在放電する電流値は相対的になる。このような場合、パワーコンディショナ（ｋ）は、電流センサ（ｋ）が現在検出する電流値と蓄電池（ｋ）が現在放電する電流値の相対関係を表す以下の式（４）を満たすように、蓄電池（ｋ）の放電を制御する。

Ｉ_Ｂ（ｋ，ｔ）＝Ｉ_Ｓ（ｋ，ｔ）／（ｋ−１） （２≦ｋ≦ｎ） 式（４）

上記式（４）において、ｔは現在の時刻、Ｉ_Ｓ（ｋ，ｔ）は電流センサ（ｋ）が時刻ｔで検出する電流値、Ｉ_Ｂ（ｋ，ｔ）は蓄電池（ｋ）が時刻ｔで放電する電流値である。また、ｋ＝１のとき、パワーコンディショナ（１）は、Ｉ_Ｓ（１，ｔ）＝０となるように、蓄電池（１）に放電させる。

以上のように、蓄電システム１が含む３つの蓄電池１０〜１２は、パワーコンディショナ２０〜２２の制御によって、それぞれ等しく負荷４０の消費電流の１／３を放電する。そのため、蓄電池１０〜１２の充放電の繰り返し回数が平均化し、蓄電池１０〜１２の劣化の度合いを平均化させることができる。さらにこれにより、蓄電システム１全体としての信頼性が向上し、電力の安定供給が可能になる。

また、接続点順位が最上位（ｋ＝１）であるパワーコンディショナ２０は、上記式（１）に基づき、電流センサ３０に０［Ａ］の電流が流れるように蓄電池１０の制御を行っている。つまり、パワーコンディショナ２０の設定は通常通りである。このため、蓄電システム１は、既に１台のパワーコンディショナを使用している場合であっても、そのパワーコンディショナに、本実施形態に係るパワーコンディショナ及び蓄電池を追加することで、構築することができる。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る蓄電システムの構成の一例を示す図である。図３に示す構成要素で図１に示す構成要素と同一のものは同一符号を付し、その説明を省略する。

蓄電システム２は、蓄電池１０〜１２、パワーコンディショナ２０〜２２、電流センサ３０、分岐回路６０を含む。蓄電システム２は、系統５０に接続して用いられ、負荷４０に電力を供給する。なお、図３に示す蓄電システム２は、それぞれ３つの蓄電池１０〜１２及びパワーコンディショナ２０〜２２を含んでいるが、蓄電システム２が含む蓄電池及びパワーコンディショナの数は、それぞれ２つでもよいし、４つ以上でもよい。

分岐回路６０は、電流センサ３０と複数のパワーコンディショナ２０〜２２との間に接続される。また、電流センサ３０は、接続点順位が最上位（ｋ＝１）であるパワーコンディショナ２０と系統との間に設けられる電流センサである。分岐回路６０は、電流センサ３０が検出した電流値を、蓄電システム２が含むパワーコンディショナ２０〜２２の総数である３で除算し、その除算した値を、それぞれ、パワーコンディショナ２０〜２２に供給する。

以下、パワーコンディショナ２０〜２２の制御について説明する。まず、第２の実施形態に係るパワーコンディショナの制御の原理について説明する。

ｎ個のパワーコンディショナが、系統５０と負荷４０との間に接続されているとする。また、負荷４０の消費電流はＩであるとする。このとき、電流センサ３０は、電流値Ｉの順潮流を検出し、分岐回路６０に送信する。そして、分岐回路６０は、電流センサ３０が検出した電流値Ｉをパワーコンディショナの総数であるｎで除算する。その後、分岐回路６０は、その除算した値Ｉ／ｎを、それぞれ、ｎ個のパワーコンディショナに出力する。そして、ｎ個のパワーコンディショナは、分岐回路６０から出力された電流値Ｉ／ｎに応じて、自機器に接続された蓄電池に放電させる。このように制御することで、ｎ個の蓄電池は、それぞれ等しくＩ／ｎの電流を放電する。以下、この制御を図３の例で説明する。

図３において、系統５０と負荷４０との間に接続されているパワーコンディショナ２０〜２２の総数は３であるため、ｎ＝３となる。このとき、負荷４０の消費電流が１５［Ａ］とすると、電流センサ３０は、１５［Ａ］の順潮流を検出し、その検出した値である１５［Ａ］を、分岐回路６０に送信する。その後、分岐回路６０は、電流センサ３０が検出した１５［Ａ］をパワーコンディショナ２０〜２２の総数である３で除算し、その除算した値である５［Ａ］を、それぞれ、パワーコンディショナ２０〜２２に出力する。これにより、パワーコンディショナ２０〜２２は、分岐回路６０から出力された５［Ａ］に応じて、それぞれ、蓄電池１０〜１２に５［Ａ］を放電させ、負荷４０に供給する。このようにして、蓄電池１０〜１２は、それぞれ等しく５［Ａ］（負荷４０の消費電流の１／３）を放電する。以下、第１の実施形態に係る蓄電システム１の動作について説明する。

（システム動作）
図４は、本発明の第１の実施形態に係る蓄電システムの動作の一例を示すフローチャートである。

負荷４０の消費電流がＩであるとする。すると、電流センサ３０は、自機器に流れる順潮流の値Ｉを検出し（ステップＳ２０１）、その検出した値Ｉを分岐回路６０に送信する（ステップＳ２０２）。図３の例では、電流センサ３０は、１５［Ａ］の順潮流を検出し、その検出した値である１５［Ａ］を、分岐回路６０に送信する。

次に、分岐回路６０は、電流センサ３０が検出した値Ｉを、パワーコンディショナ２０〜２２の総数であるｎで除算する（ステップＳ２０３）。図３の例では、分岐回路６０は、電流センサ３０が検出した１５［Ａ］をパワーコンディショナ２０〜２２の総数である３で除算する。

その後、分岐回路６０は、その除算した値Ｉ／ｎを、それぞれ、パワーコンディショナ２０〜２２に出力する（ステップＳ２０４）。図３の例では、分岐回路６０は、５［Ａ］（＝１５［Ａ］／３）を、それぞれ、パワーコンディショナ２０〜２２に出力する。

そして、パワーコンディショナ２０〜２２は、分岐回路６０から出力された電流値Ｉ／ｎに応じて、自機器に接続された蓄電池１０〜１２に放電させる。これにより、蓄電池１０〜１２は、それぞれ等しくＩ／ｎ（Ｉは負荷４０の消費電流、ｎはパワーコンディショナの総数）を放電する（ステップＳ２０５）。図３の例では、蓄電池１０〜１２は、それぞれ等しく５［Ａ］（負荷４０の消費電流の１／３）を放電する。

なお、上記では、説明を簡単にするため、逆潮流防止用の所定の順潮流は０［Ａ］とした。そのため、所定の順潮流を０以外の値に設定する場合は、パワーコンディショナ２０〜２２において、それぞれ、電流センサ３０にその設定する値の順潮流が流れるよう制御するように、設定すればよい。

以上のように、分岐回路６０は、電流センサ３０が検出した電流値を、蓄電システム２が含むパワーコンディショナ２０〜２２の総数である３で除算し、その除算した値を、それぞれ、パワーコンディショナ２０〜２２に出力する。そして、パワーコンディショナ２０〜２１は、分岐回路６０から出力された電流値に応じて、それぞれ、蓄電池１０〜１２に放電させる。これにより、蓄電システム２が含む３つの蓄電池１０〜１２は、それぞれ等しく負荷４０の消費電流の１／３を放電する。この結果、蓄電池１０〜１２の充放電の繰り返し回数が平均化するため、蓄電池１０〜１２の劣化の度合いを平均化させることができる。さらにこれにより、蓄電システム１全体としての信頼性が向上し、電力の安定供給が可能になる。

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る蓄電システムの構成の一例を示す図である。図５に示す構成要素で図１に示す構成要素と同一のものは同一符号を付し、その説明を省略する。

蓄電システム３は、蓄電池１０〜１２、パワーコンディショナ２０〜２２、電流センサ３０〜３２、電力管理装置７０を含む。蓄電システム３は、系統５０に接続して用いられ、負荷４０に電力を供給する。なお、図５に示す蓄電システム３は、それぞれ３つの蓄電池１０〜１２、パワーコンディショナ２０〜２２及び電流センサ３０〜３２を含んでいるが、蓄電システム３が含む蓄電池、パワーコンディショナ及び電流センサの数は、それぞれ２つでもよいし、４つ以上でもよい。

電力管理装置７０は、例えば、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）である。電力管理装置７０は、蓄電池１０〜１２のＳＯＨ（Sate Of Health）をパワーコンディショナ２０〜２２から受信して管理する。ＳＯＨとは、蓄電池の劣化状態を示す指標であり、新品時の蓄電池の満充電容量と現在の蓄電池の満充電容量との比で表される。１００％のＳＯＨは、劣化のない新品時の蓄電池の状態を示す。さらに、電力管理装置７０は、蓄電池１０〜１２のうち、ＳＯＨが最も高い蓄電池から放電が行われるように、パワーコンディショナ２０〜２２を制御する。具体的には、電力管理装置７０は、ＳＯＨが最も高い蓄電池１０〜１２に接続されるパワーコンディショナ２０〜２２のモードを動作モードに決定し、その他の蓄電池１０〜１２に接続されているパワーコンディショナ２０〜２２のモードを待機（又は停止）モードに決定する。電力管理装置７０は、決定した各パワーコンディショナ２０〜２２のモードを、それぞれ、パワーコンディショナ２０〜２２に送信する。

パワーコンディショナ２０〜２２は、それぞれ、電力管理装置７０が決定したモードを受信すると、そのモードに基づき、蓄電池１０〜１２の充放電を制御する。具体的には、パワーコンディショナ２０〜２２は、電力管理装置７０によって動作モードに決定されている場合は、それぞれ、電流センサ３０〜３２の検出した値に応じて、蓄電池１０〜１２に放電させる。一方、パワーコンディショナ２０〜２２は、電力管理装置７０によって待機（又は停止）モードに決定されている場合は、蓄電池１０〜１２の放電を停止する。また待機（又は停止）モードに決定されている間に、パワーコンディショナ２０〜２２は、それぞれ、蓄電池１０〜１２を充電する。以下、この制御を図５の例で説明する。

図５に示す蓄電池１０〜１２のＳＯＨは、それぞれ、９０％、８０％、７０％である。そのため、電力管理装置７０は、ＳＯＨが最も高い蓄電池１０に接続されるパワーコンディショナ２０のモードを動作モードに決定し、蓄電池１１、１２にそれぞれ接続されるパワーコンディショナ２１、２２のモードを待機（又は停止）モードに決定する。これにより、動作モードに決定されたパワーコンディショナ２０は、電流センサ３０が検出した１５［Ａ］の順潮流に応じて、蓄電池１０に１５［Ａ］を放電させ、負荷４０に供給する。以下、第３の実施形態に係る蓄電システム３の動作について説明する。

（システム動作）
図６は、本発明の第１の実施形態に係る蓄電システムの動作の一例を示すフローチャートである。

電力管理装置７０は、パワーコンディショナ２０〜２２から蓄電池１０〜１２のＳＯＨを受信すると（ステップＳ３０１）、各パワーコンディショナ２０〜２２のモードを決定する（ステップＳ３０２）。このとき、電力管理装置７０は、蓄電池１０〜１２のうち、ＳＯＨが最も高い蓄電池１０〜１２から放電が行われるように、パワーコンディショナ２０〜２２のモードを決定する。具体的には、電力管理装置７０は、ＳＯＨが最も高い蓄電池１０〜１２に接続されているパワーコンディショナ２０〜２２のモードを動作モードに決定し、その他の蓄電池１０〜１２に接続されているパワーコンディショナ２０〜２２のモードを待機（又は停止）モードに決定する。図５の例では、ＳＯＨが最も高い蓄電池１０に接続されるパワーコンディショナ２０のモードを動作モードに決定し、蓄電池１１、１２にそれぞれ接続されるパワーコンディショナ２１、２２のモードを待機（又は停止）モードに決定する。

次に、電力管理装置７０は、ステップＳ３０２の処理により決定した各パワーコンディショナ２０〜２２のモードを、それぞれ、パワーコンディショナ２０〜２２に送信する（ステップＳ３０３）。

その後、パワーコンディショナ２０〜２２は、それぞれ、電力管理装置７０が決定したモードを受信すると、そのモードに基づき、蓄電池１０〜１２の充放電を制御する（ステップＳ３０４）。具体的には、パワーコンディショナ２０〜２２は、電力管理装置７０によって動作モードに決定されている場合は、それぞれ、電流センサ３０〜３２の検出した値に応じて、蓄電池１０〜１２に放電させる。一方、パワーコンディショナ２０〜２２は、電力管理装置７０によって待機（又は停止）モードに決定されている場合は、蓄電池１０〜１２の放電を停止する。また待機（又は停止）モードに決定されている間に、パワーコンディショナ２０〜２２は、それぞれ、蓄電池１０〜１２を充電する。図５の例では、動作モードに決定されたパワーコンディショナ２０は、電流センサ３０が検出した１５［Ａ］の順潮流に応じて、蓄電池１０に１５［Ａ］を放電させ、負荷４０に供給する。

なお、負荷４０の消費電流の値が放電を行っている蓄電池の定格容量の値を超過した場合、電力管理装置７０は、待機（又は停止）モードに決定したパワーコンディショナを動作モードに決定し、そのパワーコンディショナに接続される他の蓄電池から放電が行われるようにしてもよい。

また、電力管理装置７０は、パワーコンディショナ２０〜２２を動作モードに決定し、負荷４０の消費電流に対し、蓄電池１０〜１２のＳＯＨの比率に応じて蓄電池１０〜１２から放電が行われるようにパワーコンディショナ２０〜２２を制御してもよい。例えば、図５において、電力管理装置７０は、負荷４０の消費電流１５［Ａ］に対し、ＳＯＨが９０％である蓄電池１０から５．６２５［Ａ］（＝１５［Ａ］÷（０．９＋０．８＋０．７）×０．９）、ＳＯＨが８０％である蓄電池１１から５［Ａ］（＝１５［Ａ］÷（０．９＋０．８＋０．７）×０．８）、ＳＯＨが７０％である蓄電池１２から４．３７５［Ａ］（＝１５［Ａ］÷（０．９＋０．８＋０．７）×０．７）の電流を放電させるように、パワーコンディショナ２０〜２２を制御してもよい。

また、ＳＯＨが最も高い蓄電池１０〜１２が複数ある場合、電力管理装置７０は、それらの蓄電池１０〜１２において、時間で区切って放電させるように、パワーコンディショナ２０〜２２の動作モード又は待機（又は停止）モードを制御してもよい。

以上のように、電力管理装置７０は、ＳＯＨが最も高い蓄電池１０〜１２から放電が行われるように、パワーコンディショナ２０〜２２の動作モード又は待機（又は停止）モードを制御する。そのため、蓄電システム３が含む蓄電池１０〜１２の劣化の度合いを平均化させることができる。さらにこれにより、蓄電システム３全体としての信頼性が向上し、電力の安定供給が可能になる。

なお、第３の実施形態においてＳＯＨが最も高い蓄電池１０〜１２が複数ある場合、それらの蓄電池１０〜１２からそれぞれ等しい値の電流が放電されるように、第１の実施形態又は第２の実施形態に係る充放電制御を行ってもよい。以下、第３の実施形態においてＳＯＨが最も高い蓄電池１０〜１２が複数ある場合に、第１の実施形態に係る充放電制御を行う変形例を説明する。

（変形例）
図７は、変形例に係る蓄電システムの構成の一例を示す図である。図７に示す構成要素で図５に示す構成要素と同一のものは同一符号を付し、その説明を省略する。

蓄電システム３ａは、蓄電池１０〜１２、パワーコンディショナ２０〜２２、電流センサ３０〜３２、電力管理装置７０を含む。蓄電システム３ａは、系統５０に接続して用いられ、負荷４０に電力を供給する。なお、図７に示す蓄電システム３ａは、それぞれ３つの蓄電池１０〜１２、パワーコンディショナ２０〜２２及び電流センサ３０〜３２を含んでいるが、蓄電システム３ａが含む蓄電池、パワーコンディショナ及び電流センサの数は、それぞれ２つでもよいし、４つ以上でもよい。

電力管理装置７０は、パワーコンディショナ２０〜２２から蓄電池１０〜１２のＳＯＨを受信して管理する。そして、電力管理装置７０は、ＳＯＨが最も高い蓄電池１０〜１２が複数ある場合、それらの蓄電池１０〜１２に接続されている各パワーコンディショナ２０〜２２のモードを動作モードに決定し、その他のパワーコンディショナ２０〜２２のモードを待機（又は停止）モードに決定する。さらに、電力管理装置７０は、複数のパワーコンディショナ２０〜２２のモードを動作モードに決定した場合、それらのパワーコンディショナ２０〜２２に、決定したモード（動作モード）を送信すると伴に、動作モードであるパワーコンディショナ２０〜２２の台数を送信する。

パワーコンディショナ２０〜２２は、それぞれ、電力管理装置７０が決定したモードを受信すると、そのモードに基づき、蓄電池１０〜１２の充放電を制御する。さらに、パワーコンディショナ２０〜２２は、電力管理装置７０が決定したモード（動作モード）を受信すると伴に、電力管理装置７０から動作モードのパワーコンディショナ２０〜２２の台数を受信した場合は、その台数をｎとした上記式（１）で表される電流が電流センサ３０〜３２に流れるように、蓄電池１０〜１２に放電させる。またこの際、例えば、動作モードのパワーコンディショナ２０〜２２において接続点順位が最下位となる（つまり負荷４０に最も近い位置に接続される）パワーコンディショナ２０〜２２から制御を行っていく場合、式（１）を満たすために、動作モードのパワーコンディショナ２０〜２２は、動作モードのパワーコンディショナの台数をｎとした上記式（２）で表される電流を蓄電池１０〜１２に放電させることになる。以下、この制御を図７の例で説明する。

図７に示す蓄電池１０〜１２のＳＯＨは、それぞれ、９０％、９０％、７０％であり、ＳＯＨが最も高い蓄電池は、蓄電池１０、１１と２つ（複数）である。そのため、電力管理装置７０は、ＳＯＨが最も高い蓄電池１０、１１に接続されるパワーコンディショナ２０、２１のモードを動作モードに決定する。そしてさらに、電力管理装置７０は、パワーコンディショナ２０、２１に、決定したモード（動作モード）を送信すると伴に、動作モードに設定したパワーコンディショナ２０、２１の台数である２を送信する。一方、電力管理装置７０は、蓄電池１２に接続されるパワーコンディショナ２２のモードを待機（又は停止）モードに決定する。ここで、動作モードのパワーコンディショナ２０、２１の接続点順位（ｋ）は、それぞれ、１、２である。なお、以下では、動作モードのパワーコンディショナ２０、２１において接続点順位が最下位（ｋ＝２）である（つまり負荷４０に最も近い位置に接続される）パワーコンディショナ２１から順に制御していく例を説明する。しかしながら、動作モードのパワーコンディショナ２０〜２２が複数ある場合、動作モードのパワーコンディショナ２０〜２２は、その台数をｎとした上記（１）を満たすように制御を行えばよく、動作モードのパワーコンディショナ２０〜２２の制御の順番はこれに限定されない。

パワーコンディショナ２０、２１は、電力管理装置７０が決定したモード（動作モード）を受信すると伴に、動作モードであるパワーコンディショナの台数である２を受信すると、上記式（１）、（２）においてｎ＝２となるように動作する。

図７において、負荷４０の消費電流は１５［Ａ］である。このため、ｋ＝２である電流センサ３１が検出する順潮流は、Ｉ_Ｓ０（２）＝１５［Ａ］となる。そのため、式（２）によって、ｋ＝２であるパワーコンディショナ２１は、蓄電池１１に７．５［Ａ］（＝１５［Ａ］／２）を放電させる。これにより、ｋ＝２である電流センサ３１には式（１）で表される７．５［Ａ］（＝（（２−１）／２）×１５［Ａ］）の電流が流れるようになる。次に、ｋ＝１である電流センサ３０が検出する順潮流は、Ｉ_Ｓ０（１）＝７．５［Ａ］となる。そのため、式（２）よって、ｋ＝１であるパワーコンディショナ２０は、蓄電池１０に７．５［Ａ］（＝７．５［Ａ］／１）を放電させる。これにより、ｋ＝１である電流センサ３０には式（１）で表される０［Ａ］（＝（（１−１）／２）×１５［Ａ］）の電流が流れるようになる。このように制御することで、ＳＯＨが最も高い蓄電池１０、１１は、それぞれ等しく７．５［Ａ］（負荷４０の消費電流の１／２）の電流を放電する。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、本発明について装置を中心に説明してきたが、本発明は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

１〜３ 蓄電システム
３a 蓄電システム
１０〜１２ 蓄電池
２０〜２２ パワーコンディショナ
３０〜３２ 電流センサ
４０ 負荷
５０ 系統
６０ 分岐回路
７０ 電力管理装置

Claims (6)

1. 系統に接続され負荷に電力を供給する蓄電システムであって、
   前記系統から供給される電力により充電される複数の蓄電池と、
   前記複数の蓄電池の充放電をそれぞれ制御する複数の電力変換機器と、
   前記複数の電力変換機器のうちの少なくとも１つと前記系統との間に設けられた電流センサと、を含み、
   前記複数の電力変換機器は、前記電流センサの検出した値に基づき、前記複数の蓄電池における劣化の度合いが平均化するように、自機器に接続された蓄電池に放電させる制御を行う
   ことを特徴とする蓄電システム。
2. 前記蓄電システムは、前記複数の電力変換機器の各々に対応付けられた複数の電流センサを、含み、
   前記複数の電力変換機器は、前記複数の電力変換機器の総数をｎ、前記負荷の消費電流をＩ、及び前記電力変換機器と前記系統との接続点順位をｋとしたとき、自機器に対応する前記電流センサに次式（１）
   （（ｋ−１）／ｎ）×Ｉ 式（１）
   で表される電流値が流れるように、自機器に接続された蓄電池に放電させる制御を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
3. 前記蓄電システムは、
   接続点順位が最上位の電力変換機器と前記系統との間に設けられる電流センサと、
   前記電流センサと前記複数の電力変換機器との間に接続される分岐回路と、をさらに含み、
   前記分岐回路は、前記複数の電力変換機器の総数をｎとしたとき、自機器に接続された前記電流センサが検出した電流値を該ｎで除算した値を、前記各電力変換機器に出力し、
   前記各電力変換機器は、前記分岐回路から出力された電流値に応じて、自機器に接続された蓄電池に放電させることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
4. 前記蓄電システムは、前記複数の蓄電池のＳＯＨを管理する電力管理装置を、さらに含み、
   前記電力管理装置は、前記複数の蓄電池のＳＯＨに基づき、所定の蓄電池に放電させるように前記複数の電力変換機器を制御することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
5. 前記電力管理装置は、前記複数の蓄電池のうち、ＳＯＨが最も高い蓄電池に放電させるように前記複数の電力変換機器を制御することを特徴とする請求項４に記載の蓄電システム。
6. 複数の蓄電池と、該複数の蓄電池の充放電を制御する複数の電力変換機器と、該複数の電力変換機器のうちの少なくとも１つと系統との間に設けられた電流センサと、を含む蓄電システムにおいて、前記複数の蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御方法であって、
   前記複数の電力変換機器は、前記電流センサの検出した値に基づき、前記複数の蓄電池において劣化の度合いが平均化するように自機器に接続された蓄電池に放電させる制御を行うことを特徴とする蓄電池制御方法。

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