JP2017112788A - 制御装置、蓄電池管理システム、および蓄電池の充電を制御する制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】出力制限される場合において、蓄電池を効率よく利用することができる蓄電池の制御装置を提供する。
【解決手段】自然エネルギーを用いた太陽電電池モジュール７０及び電力系統から供給される電力を蓄える蓄電池２０の充放電制御を行なう制御装置３０であって、発電装置の電力系統への逆潮流を制限する出力制限情報を記憶する記憶部と、制御部とを備える。電力系統から供給される電力の使用量に対して、少なくとも他の時間帯よりも料金が低い所定の時間帯が定められており、制御部は、出力制限情報に基づきある日の日中に出力制限されるか否かを判断し、ある日の日中の前の所定の時間帯における電池の充電量を増減制御する。
【選択図】図１

Description

この開示は、制御装置に関し、より特定的には、蓄電池の充電に関する制御装置に関する。

近年、世間に広く太陽光発電が普及した影響により、需要家から電力会社への逆潮流電力が増えている。電力系統に流れる逆潮流電力が増えた結果、電力系統における電力品質の維持が難しくなっている。そのため、各電力会社は、需要家からの逆潮流電力を制限（出力制限）することを予定している（非特許文献１）。各電力会社が出力制限を導入すると、需要家は、売電が制限され、太陽光発電の余剰分が発生した場合に従来売電することができた電力量の一部を売電することができなくなる。

特開２０１２−１７５７９１号公報（特許文献１）は、太陽光発電の余剰分が発生した場合であっても、逆潮流せずに、効率よく用いることができる電力供給システムを開示している。具体的には、予測電力量と予測発電量とを用いて予測蓄電量を設定することによって、特定時間帯である深夜時間帯における蓄電量を最小化し、太陽光発電機による余剰分は、蓄電池に蓄電するように制御される。

特開２０１２−１７５７９１号公報

"出力制御機能付ＰＣＳの技術仕様について"、［online］、太陽光発電協会，日本電機工業会，電気事業連合会、［平成２７年７月３１日検索］、インターネット〈URL:http://www.meti.go.jp/committee/sougouenergy/shoene_shinene/shin_ene/keitou_wg/pdf/005_02_00.pdf〉

しかしながら、出力制限により、需要家の売電が制限されるものの、売電できなくなるのは、従来売電することができた電力量の一部であり、一部は売電することができる。したがって、特許文献１に開示される技術では、需要家の発電量における売電量（電力会社に売電できる電力量）を考慮しておらず、出力制限される場合の蓄電池の制御には適していない。

本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、出力制限される場合において、蓄電池を効率よく利用することができる蓄電池の制御装置、および当該制御装置を適用した蓄電池システムを提供することである。さらに他の局面における目的は、出力制限される場合において、蓄電池を効率よく利用することができる蓄電池の制御方法を提供することである。

一実施形態に従う制御装置は、自然エネルギーを用いた発電装置および電力系統から供給される電力を蓄える蓄電池の充放電制御を行なう制御装置であって、発電装置の電力系統への逆潮流を制限する出力制限情報を記憶する記憶部と、制御部とを備え、電力系統から供給される電力の使用量に対して、少なくとも他の時間帯よりも料金が低く定められた所定の時間帯が定められている。制御部は、出力制限情報に基づき、ある日の日中に出力制限されるか否かを判断してある日の日中の前の所定の時間帯の蓄電池の充電量の増減制御を行う。

一実施形態に従う制御装置によれば、出力制限される場合において、蓄電池を効率よく利用することができる。

実施形態に従う発電システムの構成を説明する図である。 実施形態に従う制御装置の構成を説明する図である。 出力制限情報を説明する図である。 実施形態に従う蓄電池の充電の制御フローについて説明する図である。 更新スケジュールを説明する図である。 実施の形態に従う出力制限が緩和されるか否かの予測について説明する図である。 他の実施形態に従う蓄電池の充電の制御フローについて説明する図である。 さらに他の実施形態に従う蓄電池の充電制御について説明する図である。 さらに他の実施形態に従う蓄電池の充電の制御フローについて説明する図である。

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。

［Ａ．実施形態１］
（ａ１．発電システム１の構成例）
図１は、発電システムの構成を説明する図である。図１に示されるように、発電システム１は、パワーコンディショナ１０と、蓄電池管理システム１００と、分電盤５０と、ＣＴ（Current Transformer）センサ６０と、太陽電池モジュール７０とを備える。蓄電池管理システム１００は、蓄電池２０と、制御装置３０と、通信装置４０とを備える。

パワーコンディショナ１０には、蓄電池２０と、制御装置３０と、分電盤５０と、太陽電池モジュール７０とが接続されている。パワーコンディショナ１０は、太陽電池モジュール７０で発電された直流電力を交流電力に変換する。パワーコンディショナ１０は、変換した交流電力を分電盤５０へ供給する。さらに、需要家において消費する電力よりも太陽電池モジュール７０を用いて自家発電する電力が多い場合において、パワーコンディショナ１０は、余剰電力を必要に応じて電力会社の電力系統へ流す（逆潮流を行う）か、蓄電池２０へ電力を供給する。また、パワーコンディショナ１０は、太陽電池モジュール７０で発電された電力量を測定し、制御装置３０へ出力する。

蓄電池２０は、太陽電池モジュール７０（発電装置）および電力系統から供給される電力を蓄える。また、蓄電池２０は、蓄電池の残量を測定するための測定機器を備える。蓄電池２０は、蓄電池の残量を測定し、制御装置３０へ出力する。

なお、本例では発電装置として太陽光発電装置を用いているが、自然エネルギーを用いる発電装置であればよい。自然エネルギーとして、例えば、太陽光発電、水力発電、バイオマス発電、バイオ燃料発電、地熱発電、潮力発電、海流発電、波力発電、風力発電などが挙げられる。

図２は、制御装置の構成を説明する図である。図２に示されるように、制御装置３０は、通信インターフェース３２と、制御部３４と、記憶部３６とを備える。記憶部３６は、不揮発性のメモリ素子である。たとえば、Flashメモリ、ReRAM（Resistance Random Access Memory）、MRAMまたはFeRAM（Ferroelectric Random Access Memory）が挙げられる。記憶部３６には、電力会社が設定する売電価格と時間帯に区分された買電価格とが記憶されている。また、記憶部３６には、電力系統への逆潮流を制限する出力制限情報が記憶されている。

再び図１を参照して、制御装置３０には、通信インターフェース３２を介してパワーコンディショナ１０と通信装置４０とが接続されている。制御装置３０は、パワーコンディショナ１０を介して蓄電池２０の充放電を制御する。

通信装置４０は、インターネット８０と接続されている。通信装置４０は、インターネット８０を介して電力会社が定期的に電力の需要家に配信する出力制限情報を取得する。通信装置４０は、制御部３４の要求に応じて、取得された情報を制御装置３０へ出力する。

ＣＴセンサ６０は、需要家が消費する電力量を測定する。ＣＴセンサ６０は、分電盤５０の主幹ブレーカーおよび分岐ブレーカーのいずれか一方に接続される。ＣＴセンサ６０を分電盤５０の主幹ブレーカーに接続した場合、ＣＴセンサ６０は、需要家全体の消費電力量を測定する。また、分岐ブレーカーが部屋全体に対応したものであって、ＣＴセンサ６０を分電盤５０の分岐ブレーカーに接続した場合、ＣＴセンサ６０は、部屋全体の消費電力量を測定する。

（ａ２．出力制限情報）
次に、発電装置の電力系統への逆潮流を制限する出力制限情報について説明する。出力制限情報とは、発電システム１で発電された電力の電力系統への逆潮流の制限に関する情報である。図３は、制限量（抑制量）に関する情報を含む出力制限情報を説明する図である。制限量とは、発電システム１の出力に対する売電できる電力の上限値に関する量である。上限値は、たとえば、発電システム１の容量に対する売電できる電力の割合や発電システム１の出力に対する売電できる電力の割合などで表わされる。図３（ａ）を参照して、縦軸に発電電力（Ｗ）が、横軸に時間がプロットされている。図３（ａ）において、制限量の一例として、日毎の出力上限値を示す。図３（ａ）において、「出力上限値」とは、逆潮流電力の制限に関し、発電システム１の出力に対する売電できる電力の割合をいう。なお、他の局面において、制限量は、時間毎の出力上限値であってもよい。

図３（ａ）では、ラインＬ１は、太陽電池モジュール７０を用いたときの、２０１５年８月２１日における単位時間当たりの発電電力を示している。ラインＬ２は、２０１５年８月２１日の各時間における出力上限値を示している。

図３（ａ）では、２０１５年８月２１日の０時〜２４時の出力上限値は４０％である。よって、２０１５年８月２１日において、需要家は、発電システム１の出力のうち４０％の電力を電力会社へ売電することができる。

出力制限情報は、電力会社が配信する固定スケジュールおよび更新スケジュールに基づいて決定される。図３（ｂ）は固定スケジュールを説明する図である。図３を参照して、固定スケジュールには、所定日数（たとえば、４００日）先まで出力上限値が予め定められている。図３（ｂ）では、一例として、日毎に出力上限値が定められているとする。なお、固定スケジュールは、制御装置３０の記憶部３６に記憶されている。

（ａ３．出力制限情報に基づく蓄電池２０の充電制御）
次に、出力制限情報に基づく、蓄電池２０の充電制御について説明を行う。本実施形態の蓄電池２０を備えた太陽光発電は、余剰電力（発電電力から消費電力を差し引いた電力）を積極的に売電する。まず、出力制限されない場合の本実施形態の太陽光発電システム１における制御について説明を行う。

本実施形態の太陽光発電システム１は、発電電力が消費電力を上回る昼間において、余剰電力を電力会社に売電する。また、日射量の関係で、消費電力が発電電力を上回る朝方および夕方などにおいては、不足する電力を蓄電池２０から供給する。

本実施形態の太陽光発電システム１は、電力会社からの買電価格（電気料金）が他の時間帯よりも安い時間帯（以下、「深夜帯」とも称する。）に、予め定められた目標充電量まで蓄電池２０に電力を充電する。本実施形態では、制御装置３０は、固定スケジュールに基づき、ある日の出力制限がされないと判断すると、深夜帯終了時の蓄電池２０の目標充電量を最大容量に設定する。一般的に電気料金は、深夜から早朝にかけて安く設定され、昼間に高く設定される。そのため、本実施形態では、蓄電池２０の充電は深夜帯に行われる。深夜帯とは、一例として、２３時〜７時のことをいう。

このように、本実施形態の太陽光発電システム１は、出力制限がされない場合は、余剰電力を売電し、蓄電池２０の充電を深夜帯に行うように制御される。

次に、出力制限される場合の本実施形態の太陽光発電システム１における制御について説明を行う。

本実施形態の太陽光発電システム１は、出力制限される場合、出力制限により売電できない余剰電力を蓄電池２０に充電する。たとえば、出力制限の上限まで余剰電力を売電し、残りの余剰電力を蓄電池２０に充電する。また、消費電力が発電電力を上回る時間帯においては、不足する電力を蓄電池２０から供給する。

本実施形態では、深夜帯に、固定スケジュールに基づく出力上限値に応じて設定された目標充電量まで蓄電池２０に電力を充電する。制御装置３０は、出力制限情報（固定スケジュール）に基づいてある日の日中に出力制限されると判断すると、深夜帯終了時の蓄電池２０の目標充電量を最大容量より少なくなるように設定する。制御装置３０は、出力制限により売電できない余剰電力を蓄電池２０に充電できるように、出力上限値に応じて目標充電量を設定する。たとえば、出力上限値が小さい（出力制限が大きい）場合、蓄電池２０に充電される余剰電力量が多くなるため、予め定められた目標充電量よりも目標充電量を少なくして、蓄電池２０の空き容量を増やす。

このように、本実施形態の太陽光発電システム１は、出力制限がされる場合は、蓄電池２０の充電を深夜帯に行い、さらに出力制限によって売電できない余剰電力を蓄電池２０に充電するように制御される。

上記のように、制御装置３０は、記憶部３６に格納された出力制限情報（固定スケジュール）に基づき、ある日の日中に前記発電装置の出力が制限されるか否かを判断して、ある日の日中の前の他の時間帯よりも料金が低く定められた所定の時間帯の蓄電池の充電量の増減制御を行う。これにより、本実施形態に従う制御装置３０は、蓄電池２０を効率よく利用して発電電力を有効に活用することができる。

図４は、本実施形態に従う充電の制御フローについて説明する図である。図４を参照して、ステップＳ１０２において、制御部３４は、固定スケジュールの出力上限値に基づいて翌日の発電システム１が出力制限されるか否かを判断する。具体的には、制御部３４は、固定スケジュールの出力上限値が１００％である場合、翌日の発電システム１が出力制限されないと判断する。一方、固定スケジュールの出力上限値が１００％でない場合、制御部３４は、翌日の発電システム１が出力制限されると判断する。

翌日の発電システム１が出力制限されると判断する場合（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、制御部３４は、深夜帯充電の制御をステップＳ１０３に進め、固定スケジュールの出力上限値に基づいて、予め定められた蓄電池２０の深夜帯終了時の目標充電量よりも目標充電量を減らす。

一方、翌日の発電システム１が出力制限されないと判断する場合（ステップＳ１０２においてＮＯ）、制御部３４は、深夜帯充電の制御をステップＳ１０４に進め、予め定められた蓄電池２０の深夜帯終了時の目標充電量を維持する。

上記によれば、本実施形態に従う制御装置３０は、出力制限情報（固定スケジュール）に基づいて、蓄電池２０を効率よく利用することができる。

なお、蓄電池２０への充電は、少なくとも他の時間帯よりも料金が低く定められた所定の時間帯に行われればよく、該所定時間帯の終了前に開始されればよい。たとえば、深夜帯終了時刻から深夜帯終了時における蓄電池２０の充電量を十分に確保できる時間遡った時刻までに開始されればよい。また、蓄電池２０を充電する時間帯は、深夜帯に限らず、少なくとも他の時間帯よりも料金が低く定められた時間帯であればよい。

［Ｂ.実施形態２］
（ｂ１．概要）
実施形態１において、出力制限情報（固定スケジュール）に基づき、蓄電池２０の充電制御を行なう構成について説明を行った。しかしながら、固定スケジュールで定められた出力上限値は変更されることがある。

詳しくは、電力会社は、電力系統における電力品質を維持するため、固定スケジュールで定められた出力上限値を暫定的に低めに設定するが、当該固定スケジュールは過去の統計データ等に基づくものである。そのため、電力会社は、天気等によっては、固定スケジュールに定められた出力上限値を変更することがある。典型的には、電力会社は、低めに設定された出力上限値を上げる（出力制限を緩和する）変更を行う。

そこで、本実施形態に従う制御装置は、出力制限が緩和されるか否かの予測を行うことで、固定スケジュールで定められた出力上限値が変更される場合であっても、蓄電池２０を効率よく利用して発電電力を有効に活用することができる。以下、その制御について説明を行う。なお、本実施形態に従う制御装置の基本的な構成は、実施形態１で説明した制御装置と同じであるため、繰り返し説明しない。

（ｂ２．更新スケジュール）
固定スケジュールで定められたある日の出力上限値を変更する場合、電力会社は、たとえば当該ある日の前日または当日早朝に、変更後の出力上限値の情報を各需要家に配信する。このように、固定スケジュールの配信よりも後に配信される出力上限値の情報を、更新スケジュールと定義する。

図５は、更新スケジュールを説明する図である。固定スケジュールの出力上限値は更新スケジュールによって更新（変更）される。たとえば、図３（ｂ）に示される固定スケジュールにおいて２０１５年８月２７日の出力上限値は「４０％」であるが、図５に示される更新スケジュールによって、当該出力上限値は「４０％」から「８０％」に更新される。

なお、図５に示される例では、１日分の更新スケジュールを配信しているが、これに限られない。たとえば、更新スケジュールは、固定スケジュールの複数日数の出力上限値を更新するように構成されてもよい。

以下、更新スケジュールによって更新される前の固定スケジュールに従う出力上限値を「固定スケジュールの出力上限値」、更新スケジュールによって更新された後の更新スケジュールに従う出力上限値を「更新スケジュールの出力上限値」とも称する。

このように、固定スケジュールは更新スケジュールによって更新されることがある。この場合、ある日について、更新スケジュールの出力上限値が固定スケジュールの出力上限値に対して上がる（以下、「出力制限が緩和される」とも称する。）ことがある。

（ｂ３．出力制限が緩和されるか否かの予測）
通信装置４０は、インターネット８０を介して、気象庁などが配信する気候要素の情報を取得するとともに、当該情報を制御装置３０へ出力する。制御装置３０は、この気候要素の情報に基づいて、出力制限が緩和されるか否かの予測を行う。以降、典型例として「ある日」を翌日として説明を行なう場合もある。

図６は、翌日の更新スケジュールの出力上限値が固定スケジュールの出力上限値よりも上がるか否か（出力制限が緩和されるか否か）の予測について説明する図である。

予測条件の一例として、気温と日射量とが考えられる。気温が高いと、冷房機器による消費電力量が増える。気温が低いと、暖房機器による消費電力量が増える。このように、電力需要が高まると電力会社の電力供給量が増えるため、出力上限値は上がる（出力制限は緩和される）ことが予測される。日射量が多いと、需要家の発電量が増える。したがって、電力会社は電力系統における電力品質を維持するため、出力上限値は維持されるか下がる（出力制限は緩和されない）ことが予測される。

以下、「気温が高い」とは、通信装置４０が取得した翌日の日中の平均気温が、翌日に相当する日付の日中の平年気温に対して高いことをいう。「気温が低い」とは、通信装置４０が取得した翌日の日中の平均気温が、翌日に相当する日付の日中の平年気温以下であることをいう。「平年気温」とは、日毎の過去数十年間の日中の平均気温の平均値をいう。本実施形態においては、一例として、平年気温は、過去３０年間の日中の平均気温の平均値とする。

また、以下、「日射量が多い」とは，通信装置４０が取得した翌日の日中の日射量が、翌日に相当する日付の日中の平年日射量に対して多いことをいう。「日射量が少ない」とは，通信装置４０が取得した翌日の日中の日射量が、翌日に相当する日付の日中の平年日射量以下であることをいう。「平年日射量」とは、日毎の過去数十年間の日中の日射量の平均値をいう。本実施形態においては、例として、平年日射量は、過去３０年間の日中の日射量の平均値とする。

図６（ａ）は、夏における、出力制限が緩和されるか否か（出力上限値が上がるか否か）の予測について説明する図である。「夏」とは、たとえば７〜９月である場合のように時期で規定してもよいし、平均気温が２５℃以上の場合のように気温で規定してもよい。

気温が高い場合、冷房機器の消費電力量が増えるため、需要家の電力需要は増える。したがって、図６（ａ）を参照して、日射量に関わらず、制御部３４は、出力上限値が上がる（出力制限が緩和される）と予測する。

気温が低く、かつ、日射量が多い場合、需要家の電力需要が減るうえに、需要家の発電量が増える。したがって、図６（ａ）を参照して、制御部３４は、出力上限値が上がらない（出力制限が緩和されない）と予測する。

日射量が低い場合、需要家の発電量は減る。したがって、図６（ａ）を参照して、気温に関わらず、制御部３４は、出力上限値が上がると予測する。

図６（ｂ）は、冬における、出力制限が緩和されるか否かの予測について説明する図である。「冬」とは、たとえば１２〜２月である場合のように時期で規定してもよいし、平均気温が１０℃以下である場合のように気温で規定してもよい。

気温が低い場合、暖房機器の消費電力量が増えるため、需要家の電力需要は増える。したがって、図６（ｂ）を参照して、日射量に関わらず、制御部３４は、出力上限値が上がる（出力制限が緩和される）と予測する。

気温が高く、かつ、日射量が多い場合、需要家の電力需要が減るうえに、需要家の発電量が増える。したがって、図６（ｂ）を参照して、制御部３４は、出力上限値が緩和されないと予測する。

日射量が低い場合、需要家の発電量は減る。したがって、図６（ｂ）を参照して、気温に関わらず、制御部３４は、出力上限値が上がる（出力制限が緩和される）と予測する。

図６（ｃ）は、春および秋における、出力制限が緩和されるか否かの予測について説明する図である。「春」および「秋」とは、それぞれたとえば３〜６月，１０〜１１月である場合のように時期で規定してもよいし、平均気温が１０℃より高く２５℃未満である場合のように気温で規定してもよい。

日射量が多い場合、需要家の発電量が増える。したがって、図６（ｃ）を参照して、制御部３４は、出力上限値が上がらない（出力制限が緩和されない）と予測する。

日射量が少ない場合、需要家の発電量が減る。したがって、図６（ｃ）を参照して、制御部３４は、出力上限値が上がる（出力制限が緩和される）と予測する。

上記によれば、季節および気候要素の情報に基づいて、制御部３４は、出力上限値が上がるか、上がらないかを予測することができる。言い換えれば、制御部３４は、ある日の日中の気候要素を表す気候情報を取得することで、ある日の出力制限が、固定スケジュールに基づく出力制限よりも緩和されるか否かを予測することができる。

なお、平年気温および平年日射量はあくまでも一例であって、出力上限値が上がるか否かの予測条件はこれらに限られない。たとえば、気温，日射量の他にも降水量，湿度，気圧など数値で表すことができる気候の要素（気候要素）の日毎の日中の平年値を用いてもよい。これらの日毎の日中の気候要素の平年値は記憶部３６に記憶されているものとする。他の局面において、制御装置３０は、日毎の日中の気候要素の平年値と翌日に相当する日付の日中の気候要素とを比較した結果を外部のサーバ等から通信装置４０を介して取得してもよい。さらに他の局面において、日中の気候要素の平年値は、発電システム１の設置場所（地域）に応じて変更されてもよい。

また、制御装置３０は、翌日に相当する日付の日中の気候要素、または日毎の日中の気候要素の平年値と翌日に相当する日付の日中の気候要素とを比較した結果を、深夜帯の終了時が終了するより所定時間前に取得する。本例において、所定時間は、深夜帯終了時における蓄電池２０の充電量を十分に確保できる時間であればよく、一例として、４時間とする。

（ｂ４．出力制限が緩和されるか否かの予測に基づく蓄電池２０の充電制御）
次に、出力制限が緩和されるか緩和されないかの予測に基づいて、蓄電池２０の深夜帯における充電制御について説明する。

制御装置３０は、他の時間帯よりも料金が低く定められた所定の時間帯の終了より前に、ある日の日中の気候要素を表す気候情報を取得し、記憶した出力制限情報（固定スケジュール）と取得した気候情報とに応じて所定の時間帯の充電量の増減制御を変更する。以下、その説明を行う。

制御装置３０は、固定スケジュールに基づく出力上限値よりも、ある日の出力上限値が上がる（出力制限が緩和される）と判断すると、固定スケジュールに基づく出力上限値に応じて設定された蓄電池２０の深夜帯終了時の目標充電量から目標充電量を増加させる。

制御装置３０は、出力上限値が小さいほど、目標充電量を小さく設定する。その理由は、出力上限値が小さいほど制限期間中に売電できない余剰電力量が増加し、その余剰電力量を充電するための蓄電池２０の空き容量を確保する必要があるためである。かかる場合、ある日の出力制限が緩和されることになり、売電できる電力量が増えると、制限期間中に蓄電池２０に充電する予定であった充電量が減少する。蓄電池２０の充電量が少ないと、たとえば、消費電力が発電電力を上回る夕方において、不足する電力を蓄電池２０から十分に供給することができず、蓄電池２０を効率よく利用することができない。

そこで、制御装置３０は、翌日の日中の気候要素に基づいて、出力制限が緩和されるか否かを判断し、緩和される（出力上限値が上がる）と判断した場合は、固定スケジュールの出力上限値に基づく目標充電量よりも目標充電量を増やす。そうすることで、消費電力が発電電力を上回る夕方において、不足する電力を蓄電池２０から十分に供給することができ蓄電池２０を効率よく利用することができる。

このように、制御装置３０は、取得した気候情報に基づきより出力制限が緩和されると判断すると、記憶した出力制限情報（固定スケジュール）に基づく所定の時間帯の終了時の充電量よりも充電量を増加させる制御を行う。また、制御装置３０は、出力制限情報に含まれた制限量に関する情報（出力上限値）に応じて前記充電量の増減制御を行う。

一方、制御装置３０は、出力制限が緩和されない（出力上限値が上がらない）と判断した場合、固定スケジュールの出力上限値に基づく蓄電池２０の深夜帯終了時の目標充電量を維持する。言い換えれば、制御装置３０は、取得した気候情報に基づきより出力制限が緩和されることはないと判断すると、記憶した出力制限情報（固定スケジュール）に基づく所定の時間帯の終了時の充電量を維持する制御を行う。

上記のように、制御装置３０は、記憶部３６に格納された固定スケジュールに基づき、ある日の日中に発電システム１が出力制限されるか否かを判断して、ある日の日中の前の深夜帯の蓄電池２０の充電量の増減制御を行なうとともに、深夜帯の終了より前にある日の日中の気候要素の情報を取得し、固定スケジュールの出力上限値と当該取得した気候要素の情報とに応じて深夜帯の充電量の増減制御を変更することによって、蓄電池２０を効率よく利用することができ、出力制限される場合に適した蓄電池２０の制御とすることができる。

図７は、本実施形態に従う充電の制御フローについて説明する図である。なお、図５と同一符号を付している部分については同じであるため、その部分についての説明は繰り返さない。

図７を参照して、ステップＳ１０２において出力制限されると判断した場合、ステップＳ１０５において、制御部３４は、通信装置４０から翌日の日中の気候要素を表す気候情報を取得する。本実施形態では、気候情報には、気候要素として平均気温と日射量とが含まれる。

ステップＳ１０６において、制御部３４は、出力制限が緩和されるか否かを予測する。具体的には、制御部３４は、翌日の日中の日射量と、記憶部３６に記録された翌日に相当する日付の日中の平年日射量とを比較する。さらに、翌日に相当する日が夏および冬の場合、制御部３４は、翌日の日中の平均気温と、記憶部に記録された翌日に相当する日の日中の平年気温とを比較する。制御部３４は、翌日の日中の気候要素を表す気候情報と、翌日に相当する日付の日中における当該気候要素の平年値との比較結果に応じて、翌日の日中の出力制限が緩和されるか否かを予測する。

出力制限が緩和されると予測された場合（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、制御部３４は、深夜帯充電の制御をステップＳ１０８に進め、固定スケジュールの出力上限値に基づく蓄電池２０の深夜帯終了時の目標充電量（ステップＳ１０３において設定した目標充電量）よりも目標充電量を増加させる制御を行なう。言い換えれば、制御部３４は、翌日の日中に出力制限されると予想した場合であって、かつ、気候情報に基づき出力制限が緩和されると判断すると、出力制限に基づく目標充電量よりも目標充電量を増加させる制御を行なう。

一方、出力制限が緩和されないと予測された場合（ステップＳ１０６においてＮＯ）、制御部３４は、固定スケジュールの出力上限値に基づく蓄電池２０の深夜帯終了時の目標充電量を維持したまま深夜帯充電の制御を終了する。言い換えれば、制御部３４は、翌日の日中に出力制限されると予想した場合であって、かつ、気候情報に基づき出力制限が緩和されることはないと判断すると、出力制限に基づく目標充電量を維持させる制御を行なう。

上記によれば、制御装置３０は、固定スケジュールの出力上限値に基づき、翌日の日中に発電システム１が出力制限されるか否かを判断して、翌日の日中の前の深夜帯の蓄電池２０の目標充電量の増減制御を行なうとともに、深夜帯の終了より前に翌日の日中の気候要素の情報を取得し、固定スケジュールの出力上限値と当該取得した気候要素の情報とに応じて深夜帯の目標充電量の増減制御を変更することによって、蓄電池２０を効率よく利用することができる。

なお、気候情報の取得（ステップＳ１０４）、および出力制限が緩和されるか否かの予測（ステップＳ１０６）についても、少なくとも他の時間帯よりも料金が低く定められた所定の時間帯の終了前に行えばよい。たとえば、深夜帯終了時刻から深夜帯終了時における蓄電池２０の充電量を十分に確保できる時間遡った時刻までに、蓄電池２０の充電が開始できる時刻までに行えばよい。

［Ｃ．実施形態３］
（ｃ１．概要）
実施形態２では、出力制限が緩和されるか否かに基づいて、固定スケジュールの出力上限値に基づく蓄電池２０の深夜帯終了時の目標充電量を制御する旨を説明した。

本実施形態では、実施形態２の条件に加えて、発電システム１が出力制限される時刻における電力会社から供給される電力の電気料金（以下、「割高買電価格」とも称する。）と電力会社への売電価格との関係を、さらに考慮する。

図８は、本実施形態に従う蓄電池２０の充電制御について説明する図である。図８を参照して、出力制限が緩和されると予測された場合であって、かつ、売電価格が割高買電価格よりも高い場合、制御装置３０は、固定スケジュールの出力上限値に基づく蓄電池２０の深夜帯終了時の目標充電量よりも目標充電量を増やす。これにより、たとえば、消費電力が発電電力を上回る夕方において、不足する電力を蓄電池２０から十分に供給することができ蓄電池２０を効率よく利用することができる。

出力制限が緩和されると予測された場合であって、かつ、売電価格が割高買電価格以下である場合、制御装置３０は、固定スケジュールの出力上限値に基づく蓄電池２０の深夜帯終了時の目標充電量を維持する。これにより、余剰電力量を蓄電池２０に充電するための蓄電池２０の空き容量を確保され、蓄電池２０を効率よく利用することができる。

出力制限が緩和されないと予測された場合は、売電価格と割高買電価格との関係によらず、制御装置３０は、固定スケジュールの出力上限値に基づく蓄電池２０の深夜帯終了時の目標充電量を維持する。その理由は、当該条件において、余剰電力量の一部を電力会社に売電できないことが予想されるため、蓄電池２０の空き容量を確保する必要があるためである。これにより、本発電システム１は、蓄電池２０を効率よく利用することができる。

上記によれば、本実施形態に従う制御は、実施形態１の制御に比して、割高買電価格と電力会社への売電価格との関係をさらに考慮するため、蓄電池２０を効率よく利用することができる。

（ｃ２．電気料金と売電価格との関係に基づく蓄電池２０の充電制御）
図９は、他の実施形態に従う蓄電池２０の充電の制御フローについて説明する図である。なお、図７と同一符号を付している部分は同じであるため、その部分については繰り返し説明を行なわない。

ステップＳ１２０において、制御部３４は、売電価格が割高買電価格より高いか否かを確認する。売電価格が割高買電価格より高い場合（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、制御部３４は、当該充電制御をステップＳ１０８に進める。一方、売電価格が割高買電価格以下である場合（ステップＳ１２０においてＮＯ）、制御部３４は、固定スケジュールの出力上限値に基づく蓄電池２０の深夜帯終了時の目標充電量を維持したまま深夜帯充電の制御を終了する。

上記によれば、実施形態１の制御条件に加えて、割高買電価格と電力会社への売電価格との関係をさらに考慮するため、より蓄電池２０を効率よく利用することができる。

なお、上記の各実施形態における制御装置３０における処理は、各ハードウェアおよび制御部３４により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、記憶部３６に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、その他の記憶媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラムプロダクトとして提供される場合もある。このようなソフトウェアは、図示しない読取装置により当該記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信ＩＦ３２等を介してダウンロードされた後、記憶部３６に一旦格納される。そのソフトウェアは、制御部３４によって、実行可能なプログラムの形式で記憶部３６格納される。制御部３４は、そのプログラムを実行する。図２に示される制御装置３０を構成する各構成要素は、一般的なものである。したがって、本発明の本質的な部分は、メモリまたは記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明者は実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１ 発電システム、１０ パワーコンディショナ、２０ 蓄電池、３０ 制御装置、４０ 通信装置、５０ 分電盤、６０ ＣＴセンサ、７０ 太陽電池モジュール、８０ インターネット、１００ 蓄電池管理システム。

Claims (8)

1. 自然エネルギーを用いた発電装置および電力系統から供給される電力を蓄える蓄電池の充放電制御を行なう制御装置であって、
   前記発電装置の前記電力系統への逆潮流を制限する出力制限情報を記憶する記憶部と、
   制御部とを備え、
   電力系統から供給される電力の使用量に対して、少なくとも他の時間帯よりも料金が低く定められた所定の時間帯が定められており、
   前記制御部は、前記出力制限情報に基づき、ある日の日中に出力制限されるか否かを判断して前記ある日の日中の前の前記所定の時間帯の蓄電池の充電量の増減制御を行う制御装置。
2. 前記制御部は、前記所定の時間帯の終了より前に、前記ある日の日中の気候要素を表す気候情報を取得し、前記出力制限情報と前記気候情報とに応じて前記充電量の増減制御を変更する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、前記出力制限情報に基づき、前記ある日の日中に出力制限されると予想した場合であって、取得した前記気候情報に基づき出力制限が緩和されると判断すると、前記出力制限情報に基づく前記充電量よりも充電量を増加させる制御を行う請求項２に記載の制御装置。
4. 前記制御部は、前記出力制限情報に基づき、前記ある日の日中に出力制限されると予想した場合であって、前記気候情報に基づき出力制限が緩和されることはないと判断すると、前記出力制限情報に基づく前記充電量を維持する制御を行う請求項２または３に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、前記ある日の日中の気候要素を表す気候情報と、前記気候要素に対応する気候要素の平年値とを比較した結果に応じて前記充電量の増減制御を変更し、
   前記気候要素は少なくとも気温および日射量のいずれか一方を含む、請求項２〜４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記出力制限情報は制限量に関する情報を含み、
   前記制御部は、前記制限量に関する情報に応じて前記充電量の増減制御を行う請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 蓄電池の充放電を管理する蓄電池管理システムであって、
   前記蓄電池管理システムは、
   自然エネルギーを用いた発電装置および電力系統から供給される電力を蓄える蓄電池と、
   前記蓄電池の充放電制御を行なう制御装置とを備え、
   電力系統から供給される電力の使用量に対して、少なくとも他の時間帯よりも料金が低く定められた所定の時間帯が定められており、
   前記制御装置は、
   前記発電装置の前記電力系統への逆潮流を制限する出力制限情報を記憶しており、
   記憶した前記出力制限情報に基づき、ある日の日中に出力制限されるか否かを判断して前記ある日の日中の前の前記所定の時間帯の蓄電池の充電量の増減制御を行う、蓄電池管理システム。
8. 自然エネルギーを用いた発電装置および電力会社から供給される電力を蓄える蓄電池の充電を制御する制御方法であって、
   電力系統から供給される電力の使用量に対して、少なくとも他の時間帯よりも料金が低く定められた所定の時間帯が定められており、
   メモリに記憶された前記発電装置の前記電力系統への逆潮流を制限する出力制限情報に基づき、ある日の日中に出力制限されるか否かを判断して前記ある日の日中の前の前記所定の時間帯の蓄電池の充電量の増減制御を行う、制御方法。

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