JP2017229226A

JP2017229226A - 蓄電制御システム、蓄電制御方法及び蓄電制御プログラム

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Publication number: JP2017229226A
Application number: JP2017048006A
Authority: JP
Inventors: 光志吉田; Koji Yoshida
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2017-12-28
Anticipated expiration: 2037-03-14
Also published as: JP7021456B2

Abstract

【課題】蓄電制御システムに備えられた複数の蓄電池における劣化の偏りを抑制する。【解決手段】電力を蓄積する複数の蓄電池と、前記蓄電池のそれぞれと接続し、前記蓄電池と接続する負荷の消費電力に基づき、当該蓄電池による放電を開始させて前記負荷へ出力させる複数の出力制御装置と、前記蓄電池の放電が開始されてから、放電を完了し、所定量の充電を行うまでの充放電を行った回数を充放電回数とし、前記複数の蓄電池について前記充放電回数を取得し、前記放電を開始したことで各蓄電池の充放電回数の差が所定値以上に広がる場合に、当該蓄電池の放電を停止させる停止指令を前記出力制御装置へ通知して放電を停止させる停止制御装置とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電制御システム、蓄電制御方法及び蓄電制御プログラムに関する。

近年、太陽光発電装置によって発電した電力を蓄電して、グリーン電力の利用を拡大するためや、夜間に蓄電した電力を電力需要が逼迫する昼間に使用してピークシフトを行うため等に蓄電システムが利用されるようになってきている。このとき蓄電する電力容量を１台の蓄電池で確保できない場合には、複数台の蓄電池が接続されて構成される蓄電システムが使用される。

また、複数台の蓄電地を備えた蓄電システムにおいて、蓄電池の寿命および出力を規定する少なくとも２つのパラメータに応じて充電または放電する順位が予め設定されたテーブルを備え、前記テーブルを参照して、複数の蓄電池のうちの、充電または放電を行う蓄電池を決定する装置が提案されている（特許文献１）。

特開２０１３−１７９７２９号公報

複数台の蓄電地を備えた蓄電池システムにおいて、各蓄電池を無作為に利用すると、各蓄電池の利用頻度、即ち充放電回数が偏って、一部の蓄電池が早期に寿命に達してしまうことがある。一部の蓄電池が寿命に達すると、蓄電池システム全体としても所定の性能を満たさなくなるので、システムの寿命が短くなってしまう、或は寿命に達した蓄電池の交換が必要になり、余計なメンテナンスコストがかかるという問題点があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、蓄電池システムに備えられた複数の蓄電池における劣化の偏りを抑制するものである。

上記課題を解決するため、本発明の蓄電制御システムは、
電力を蓄積する複数の蓄電池と、
前記蓄電池のそれぞれと接続し、前記蓄電池と接続する負荷の消費電力に基づき、当該蓄電池による放電を開始させて前記負荷へ出力させる複数の出力制御装置と、
前記蓄電池の放電が開始されてから、放電を完了し、所定量の充電を行うまでの充放電を行った回数を充放電回数とし、前記複数の蓄電池について前記充放電回数を取得し、前記放電を開始したことで各蓄電池の充放電回数の差が所定値以上に広がる場合に、当該蓄電池の放電を停止させる停止指令を前記出力制御装置へ通知して放電を停止させる停止制御装置とを備える。

これにより複数の蓄電池の充放電回数を平均化し、劣化のバラつきを抑え、メンテナンスの手間を削減できる。

前記蓄電制御システムは、前記負荷の消費電力が、放電中の蓄電池の放電電力を超えた場合に、前記停止制御装置が、停止中の前記蓄電池のうち、前記停止指令によって停止された前記蓄電池の停止を解除する解除指令を当該蓄電池と接続している前記出力制御装置
へ通知することで、当該蓄電池の放電を開始させてもよい。

これにより、消費電力に応じて、放電させる蓄電池を増加させる際にも、充放電回数に基づいて放電させる蓄電池を決定させ、消費電力に対応して電力を供給を可能としつつ、各蓄電池の劣化のバラつきを抑えることができる。

前記蓄電制御システムは、Ｎ台の前記蓄電池が放電中であり、前記負荷の消費電力が、Ｎ−１台の前記蓄電池の放電電力以下であった場合、前記停止制御装置が、放電中の前記蓄電池のうち、前記充放電回数の最も多い前記蓄電池と接続している前記出力制御装置に前記停止指令を通知して、当該蓄電池の放電を停止させてもよい。

これにより、消費電力に応じて、放電させる蓄電池を減少させる際にも、充放電回数に基づいて放電を停止させる蓄電池を決定させ、消費電力に対応して電力を供給を可能としつつ、各蓄電池の劣化のバラつきを抑えることができる。

前記蓄電制御システムは、前記蓄電池が放電中であって、他に放電可能な蓄電池が存在する場合に、放電中の前記蓄電池の放電量が、閾値を越えた場合に、当該蓄電池の放電を停止させる停止指令を前記出力制御装置へ通知して放電を停止させてもよい。

これにより、特定の蓄電池だけが、放電を続けて劣化が進んでしまうことが防止され、各蓄電池の劣化のバラつきを抑えることができる。

上記課題を解決するため、本発明の蓄電制御方法は、
複数の蓄電池のそれぞれと接続する複数の出力制御装置が、前記蓄電池と接続する負荷の消費電力に基づき、当該蓄電池による放電を開始させて前記負荷へ出力させるステップと、
停止制御装置が、前記蓄電池の放電が開始されてから、放電を完了し、所定量の充電を行うまでの充放電を行った回数を充放電回数とし、前記複数の蓄電池について前記充放電回数を取得し、前記放電を開始したことで各蓄電池の充放電回数の差が所定値以上に広がる場合に、当該蓄電池の放電を停止させる停止指令を前記出力制御装置へ通知して放電を停止させるステップとを含む。

上記課題を解決するため、本発明の蓄電制御システムは、
電力を蓄積する蓄電池と、前記蓄電池の充放電を制御する複数のパワーコンディショナと、からなる複数の蓄電池システムと、
前記複数の蓄電池システムのそれぞれのパワーコンディショナに蓄電池の充放電に関して指令を出す制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記蓄電池と接続する負荷の消費電力に基づき、放電を許可する少なくとも一つの蓄電池を決定し、当該蓄電池を制御する前記パワーコンディショナに放電を許可する放電許可指令を出す出力制御部と、
前記蓄電池が放電を開始してから、放電を完了し、所定量の充電を行うまでの充放電を行った回数を充放電回数とし、前記複数の蓄電池について前記充放電回数を取得し、前記放電を開始することで各蓄電池の充放電回数の差が所定値以上に広がる場合に当該蓄電池を制御するパワーコンディショナに当該蓄電池の放電を停止させる放電停止指令を出す停止制御部と、
を備える蓄電制御システム。

前記蓄電制御システムは、前記負荷の消費電力が、放電中の蓄電池の放電電力を超えた場合、前記出力制御部が、停止中の前記蓄電池のうち、前記充放電回数に基づいて前記停止制御部によって停止された前記蓄電池の停止を解除し、当該蓄電池を制御するパワーコンディショナに前記出力制御部が放電許可指令を出してもよい。

前記蓄電制御システムは、Ｎ台の前記蓄電池が放電中であり、前記負荷の消費電力が、Ｎ−１台の前記蓄電池の放電電力以下であった場合、前記停止制御部が、放電中の前記蓄電池のうち、前記充放電回数の最も多い前記蓄電池を制御するパワーコンディショナに放電停止指令を出してもよい。

上記課題を解決するため、本発明の蓄電制御方法は、
電力を蓄積する蓄電池と、前記蓄電池の充放電を制御する複数のパワーコンディショナと、からなる複数の蓄電池システムのそれぞれのパワーコンディショナに蓄電池の充放電に関して指令を出す制御装置が、
前記蓄電池と接続する負荷の消費電力に基づき、放電を許可する少なくとも一つの蓄電池を決定し、当該蓄電池を制御する前記パワーコンディショナに当該蓄電池の放電を許可する放電許可指令を出すステップと、
前記蓄電池による放電電力を前記負荷へ出力させるステップと、
前記蓄電池が放電を開始してから、放電を完了し、所定量の充電を行うまでの充放電を行った回数を充放電回数とし、前記複数の蓄電池について前記充放電回数を取得し、前記放電を開始することで各蓄電池の充放電回数の差が所定値以上に広がる場合に当該蓄電池を制御するパワーコンディショナに放電を停止させる放電停止指令を出すステップと
を実行する蓄電制御方法。

前記蓄電制御方法は、前記負荷の消費電力が、放電中の蓄電池の放電電力を超えた場合、停止中の前記蓄電池のうち、前記充放電回数に基づいて前記制御装置によって停止された前記蓄電池の停止を解除し、当該蓄電池を制御するパワーコンディショナに放電許可指令を出してもよい。

前記蓄電制御方法は、Ｎ台の前記蓄電池が放電中であり、前記負荷の消費電力が、Ｎ−１台の前記蓄電池の放電電力以下であった場合、放電中の前記蓄電池のうち、前記充放電回数の最も多い前記蓄電池を制御するパワーコンディショナに放電停止指令を出してもよい。

上記課題を解決するための本発明は、前記蓄電制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるための蓄電制御プログラムであっても良い。

なお、上記した課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することが可能である。

本発明によれば、蓄電制御システムに備えられた複数の蓄電池における劣化の偏りを抑制することができる。

電力制御システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。制御装置及びパワーコンディショナの機能ブロックを示す図である。制御装置のハードウェア構成を示す図である。パワーコンディショナのハードウェア構成を示す図である。制御装置によって実行される蓄電制御方法の説明図である。パワーコンディショナによって実行される蓄電制御方法の説明図である。実施形態２に係る制御装置によって実行される蓄電制御方法の説明図である。

以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
〈実施形態１〉
《システム構成》
図１は、本技術を適用した電力制御システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。図１に示す電力制御システムは、蓄電制御システム１０及び太陽光発電システム５０を含むハイブリッドシステムである。蓄電制御システム１０及び太陽光発電システム５０は、ブレーカ（ＭＢ）７２を介して電力系統７１及び負荷７３と接続されている。

太陽光発電システム５０は、太陽光発電モジュール５及びパワーコンディショナ（ＰＣＳ）６を備え、太陽光発電モジュール５で発電された電力をパワーコンディショナ６で交流電力に変換する。太陽光発電システム５０からの交流電力は、負荷７３による消費や、電力系統７１への逆潮流、蓄電制御システム１０による蓄電に利用される。なお、電力制御システムは、太陽光発電システム５０に代えて、或は限らず、風力や水力等の自然エネルギーを用いた発電システムや、燃料を用いた自家発電システム等を備えても良い。また、太陽光発電システム５０は、省略されてもよい。

蓄電制御システム１０は、複数の蓄電池システムと、制御装置１とを備え、一方の蓄電池システムが、蓄電池２Ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａとを備え、他方の蓄電池システムが、蓄電池２Ｂと、ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ｂとを備えている。

蓄電池２Ａ，２Ｂは、電力系統７１又は太陽光発電システム５０から供給される電力を蓄積することにより、充電される。また、蓄電池２Ａ，２Ｂは、蓄積した電力を放電することにより、負荷７３へ電力を供給する。なお、蓄電池２Ａ，２Ｂは、それぞれ同様に構成されており、以下、蓄電池２Ａ，２Ｂを区別する必要ない場合には蓄電池２と称する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａ，３Ｂ、パワーコンディショナ４Ａ，４Ｂ、電力計７４Ａ，７４Ｂについても同様、区別が必要ない場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、パワーコンディショナ４、電力計７４と称する。

蓄電池２は、所定の容量の電力を蓄積することができ、規定の回数の充放電を行うまで規定の充電能力を維持することができる。ここで、蓄電池２が電力を蓄積することが可能な定格容量に対する、蓄電池２に蓄積されている電力の充電残量の割合を、蓄電池２の充電状態と称し、蓄電池２の放電を開始してから、放電を完了し、再度所定量の充電を行うまでの充放電を行った回数を充放電回数と称する。換言すると、蓄電池２を充電し、充電残量が最も高められた充電状態を満充電、蓄電池２から放電し、充電残量が規定値まで下がった充電状態を放電完了状態（放電を完了した状態）と称し、満充電状態の蓄電池２の
放電を開始させてから、放電完了状態とした後、再度、満充電状態に充電するまでを一回の充放電としたときの充放電の回数を充放電回数と称する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、パワーコンディショナ４から蓄電池２へ供給される電力の電圧や、蓄電池２からパワーコンディショナ４へ放出される電力の電圧を双方向に変換する。

パワーコンディショナ４は、充放電に関するモードや負荷状況等に基づいて、放電を行うと判定した場合、蓄電池２から放電された電力をＤＣ−ＡＣ変換して負荷７３へ供給し、放電を停止すると判定した場合、蓄電池２からの放電を停止させ、負荷７３への供給を停止する。また、パワーコンディショナ４は、前記モードや負荷状況、蓄電池２の充電状態等に基づいて、充電を行うと判定した場合、電力系統７１や太陽光発電システム５０から供給された電力をＡＣ−ＤＣ変換して蓄電池２へ充電する。このパワーコンディショナ４は、本実施形態において出力制御装置に相当する。

制御装置１は、複数の蓄電池システムのそれぞれのパワーコンディショナに蓄電池の充放電に関して指令を出す。例えば、パワーコンディショナ４に対してモードを指示し、当該モードに応じて蓄電池２の充放電を行わせる。この蓄電池２の放電を開始するタイミングや充電を行うタイミングは、目的等に応じて適宜選択できる。例えば、経済性を高めることを目的とするのであれば、電力料金の安い時間帯に充電を行い、電力料金の高い時間帯に放電を行う。また、災害時に備えることを目的とするのであれば、所定の充電残量を常に確保しつつ、余剰分を負荷による消費に提供する。このため、充放電を行う基準となる時刻や充電状態、消費電力の閾値等の値を目的毎のモードとして選択可能に有し、オペレータによって設定されたモードを各パワーコンディショナ４に通知することで、このモードに応じたタイミングで蓄電池２の充放電を行わせる。即ち、本実施形態において、モードは、蓄電池２の充放電を行わせる基準を示す目的毎の設定値である。また、制御装置１は、パワーコンディショナ４によって蓄電池２の放電が開始された際、各蓄電池の充放電回数の差が所定値以上に広がる場合に、当該蓄電池の放電を停止させる停止指令をパワーコンディショナ４へ通知して放電を停止させる。制御装置１は、本実施形態において停止制御装置に相当する。

図２は、制御装置１及びパワーコンディショナ４の機能ブロックを示す図である。図２に示すように、制御装置１は、データ取得部１１や停止判定部１２、指示部１３を有する。データ取得部１１は、パワーコンディショナ４から、充電の開始や停止を示す情報、放電の開始や停止を示す情報、電力計７４の測定値を示す情報、および蓄電池２の充電状態を示す情報等を状態情報として取得する。

停止判定部１２は、データ取得部１１で取得した状態情報に基づき、蓄電池２の放電が開始されたことを認識し、当該蓄電池２の放電を停止させるか否かを各蓄電池２Ａ，２Ｂの充放電回数に応じて判定する。例えば、当該蓄電池２の放電により、蓄電池２Ａ，２Ｂの充放電回数の差が所定値以上に広がる場合に、当該蓄電池２の放電を停止させると判定し、判定結果を指示部１３へ通知する。また、停止判定部１２は、負荷の消費電力に基づいて停止を解除する蓄電池２、即ち放電させる蓄電池２を判定し、判定結果を指示部１３へ通知する。例えば、負荷の消費電力が、放電中の蓄電池の放電電力を超えた場合に、停止している蓄電池２のうち、最も充放電回数の少ない蓄電池２の停止を解除する。更に、停止判定部１２は、充電の開始や停止を示す情報、放電の開始や停止を示す情報に基づいて、各蓄電池２の充放電回数をカウントし、記憶する。なお、各パワーコンディショナ４が各蓄電池２の充放電回数をカウントしている場合には、データ取得部１１を介して各パワーコンディショナ４から充放電回数を取得し、停止判定部１２がメモリ等の記憶装置に記憶させる構成であってもよい。

指示部１３は、負荷の消費電力や停止判定部１２から通知された判定結果に基づいて、放電許可指令や放電停止指令、停止解除指令をパワーコンディショナ４へ送信する。例えば、放電許可指令をパワーコンディショナ４へ送信することにより、パワーコンディショナ４による放電の制御を可能にさせる。また、放電停止指令をパワーコンディショナ４へ送信することにより、蓄電池２の放電を停止させ、停止解除指令をパワーコンディショナ４へ送信することにより、蓄電池２の停止を解除させる。また、指示部１３は、パワーコンディショナ４へモードを示す情報を送信することにより、パワーコンディショナ４に対して充放電のモードを指示する。

パワーコンディショナ４は、図２に示すように、充電制御部４１、放電制御部４２、電力測定部４３、インバータ４４を有する。

充電制御部４１は、インバータ４４及びＤＣ／ＤＣコンバータ３を制御し、インバータ４４でＡＣ−ＤＣ変換した電力をＤＣ／ＤＣコンバータ３を介して蓄電池２へ供給し、蓄電池２を充電する。

放電制御部４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３及びインバータ４４を制御し、蓄電池２から放電された電力をＤＣ／ＤＣコンバータ３で昇圧し、インバータ４４でＤＣ−ＡＣ変換して負荷７３へ供給する。

電力測定部４３は、電力計７４により、電力系統７１から負荷７３へ供給される電力を測定し、データ取得部１１や放電制御部４２へ通知する。

インバータ４４は、電力系統７１又は太陽光発電システム５０から供給された電力をＡＣ／ＤＣ変換する。また、インバータ４４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から供給された電力をＤＣ／ＡＣ変換する。

充電制御部４１及び放電制御部４２は、制御装置１に指示されたエコロジーモードや、エコノミーモード、備災モードといった複数のモードに応じて、前記蓄電池２への充電のタイミングや前記蓄電池２から放電させるタイミングを制御する。

図３は、制御装置１のハードウェア構成を示す図、図４は、パワーコンディショナ４のハードウェア構成を示す図である。

制御装置１は、図３に示すように、例えば、ＣＰＵ１５にバスを介して接続されたメモリ１６，入力装置１７，出力装置１８，及び通信インタフェース（通信ＩＦ）１９を含む。

メモリ１６は、主記憶装置と補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、ＣＰＵ１５の作業領域，プログラムやデータの記憶領域，通信データのバッファ領域として使用される。主記憶装置は、例えば、Random Access Memory（ＲＡＭ），或いはＲＡＭとRead Only Memory（ＲＯＭ）との組み合わせで形成される。

補助記憶装置は、ＣＰＵ１５によって実行されるプログラム，及びプログラムの実行に際して使用されるデータを記憶する。補助記憶装置は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ），Solid State Drive（ＳＳＤ），フラッシュメモリ，Electrically Erasable
Programmable Read-Only Memory（ＥＥＰＲＯＭ）などである。また、補助記憶装置は、制御装置１に対して着脱自在な可搬性記憶媒体を含む。

入力装置１７は、制御装置１に情報やデータを入力するために使用される。入力装置１７は、例えば、ボタン、キー、タッチパネルなどを含む。

出力装置１８は、情報やデータを出力する。出力装置は、例えばディスプレイ装置、プリンター、記憶メディアへの書き込み装置等である。出力装置１８は、スピーカのような音声出力装置を含み得る。通信ＩＦ１９は、他の装置、例えば、パワーコンディショナ４との通信を行うためのインタフェースである。

ＣＰＵ１５は、本実施形態において処理装置に相当する。ＣＰＵ１５は、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）、マイクロプロセッサ、プロセッサとも呼ばれる。ＣＰＵ１５は、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、単一のソケットで接続される単一のＣＰＵがマルチコア構成を有していても良い。上記各部の少なくとも一部の処理は、ＣＰＵ以外のプロセッサ、例えば、Digital Signal Processor(DSP)、Graphics Processing Unit（GPU）、数値演算プロセッサ、ベクトルプロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用プロセッサで行われても良い。また、上記各部の少なくとも一部の処理は、集積回路（ＩＣ）、その他のデジタル回路であっても良い。また、上記各部の少なくとも一部にアナログ回路が含まれても良い。集積回路は、ＬＳＩ，Application Specific Integrated Circuit（ASIC），プログラマブルロジックデバイス（ＰＬ
Ｄ）を含む。ＰＬＤは、例えば、Field-Programmable Gate Array(FPGA)を含む。上記各
部は、プロセッサと集積回路との組み合わせであっても良い。組み合わせは、例えば、ＭＣＵ（Micro Controller Unit），ＳｏＣ（System-on-a-chip），システムＬＳＩ，チッ
プセットなどと呼ばれる。

ＣＰＵ１５は、メモリ１６に記憶されたプログラムを主記憶装置にロードして実行する。メモリ１６には、オペレーティングシステムやファームウェアといったプログラムがインストールされている。

ＣＰＵ１５は、プログラムを実行することによって、前記データ取得部１１や停止判定部１２、指示部１３として機能する。このデータ取得部１１として取得した状態情報や、停止判定部１２としてカウントした充放電回数は、メモリ１６に記憶される。

また、パワーコンディショナ４は、図４に示すように、例えば、ＣＰＵ４５にバスを介して接続されたメモリ４６，入力装置４７，出力装置４８，及び通信インタフェース（通信ＩＦ）４９、インバータ４４を含む。ＣＰＵ４５，メモリ４６，入力装置４７，出力装置４８，通信ＩＦ４９については、ＣＰＵ１５，メモリ１６，入力装置１７及び出力装置１８，通信ＩＦ１９と同様のものを適用可能であるので、重ねての説明は省略する。

ＣＰＵ４５は、プログラムを実行することによって、前記充電制御部４１、放電制御部４２、電力測定部４３として機能する。入力装置４７は、電力計７４を含み、電力系統７１から負荷７３へ供給される電力を検出する。出力装置４８は、インバータ４４やＤＣ／ＤＣコンバータ３に対して制御信号を出力する出力インタフェースを含み、この制御信号をインバータ４４やＤＣ／ＤＣコンバータ３へ送ることでインバータ４４やＤＣ／ＤＣコンバータ３の動作を制御する。通信ＩＦ４９は、他の装置、例えば、他のパワーコンディショナ４、制御装置１、太陽光発電システム５０のパワーコンディショナ６との通信を行う。

《蓄電制御方法》
次に制御装置１及びパワーコンディショナ４によって実行される蓄電制御方法について、図５、図６を用いて説明する。

パワーコンディショナ４は、電源が投入された場合や起動が指示された場合、図５の処理を実行する。

先ず、パワーコンディショナ４のＣＰＵ４５は、制御装置１によって指示されたモード及び指令を参照する(ステップＳ１０)。このモード及び指令の参照は、制御装置１から受信したモード及び指令をメモリ４６に記憶しておき、このメモリ４６から読み出す構成でも良いし、通信ＩＦ４９を介して制御装置１から直接取得する構成でも良い。

また、ＣＰＵ４５は、電力計７４による検出信号に基づいて電力系統７１から負荷７３へ供給される電力を測定し、負荷７３による消費電力を求める(ステップＳ２０)。なお、太陽光発電システム５０や他のパワーコンディショナ４から電力が供給されている場合には、これらの電力を電力計７４で検出した電力に加えて消費電力を求める。

そしてＣＰＵ４５は、ステップＳ１０，Ｓ２０で求めた指令、モード及び消費電力に基づいて放電させるか否かを判定する(ステップＳ３０)。この放電させるか否かの判定は、例えば、放電許可指令を受け、且つ、消費電力が所定の閾値を超えた場合に放電させると判定する。なお、この閾値は、モード毎に異ならせても良い。即ち、エコノミーモードであれば、消費電力がエコノミーモード用の閾値を超えた場合に放電させると判定し、エコロジーモードであれば、消費電力がエコロジーモード用の閾値を超えた場合に放電させると判定する。また、現在時刻や充電状態等の要素が、モード毎に定めた条件を満たしているか否かによって放電させるか否かを判定しても良い。例えば、ピークシフトを行うモードの場合、現在時刻がピーク時間帯（電力消費が逼迫する時間帯）であれば放電させ、それ以外の時間帯であれば放電させないと判定する。また、備災モードであれば、災害時に備えて他の蓄電池２の充電状態が、所定値以上であれば放電させ、所定値未満であれば放電させないと判定する。なお、複数のモードに応じた制御を行う構成に限定されるものではなく、消費電力のみに基づいて放電させるか否かを判定してもよい。なお、蓄電池２の充電状態が所定値未満となり、放電が完了した状態となった場合も放電させない(ステッ
プＳ３０，Ｎｏ)と判定する。

ステップＳ３０において、放電させると判定した場合(ステップＳ３０，Ｙｅｓ)、ＣＰＵ４５は、ステップＳ４０へ移行する。なお、ステップＳ３０の判定は、放電を停止している状態から放電を開始させる場合に限らず、放電を開始している状態で、引き続き放電を行わせる場合も、ＣＰＵ４５は、放電させると判定し(ステップＳ３０，Ｙｅｓ)、ステップＳ４０へ移行して、制御装置１から停止指示を受けたか否かを判定する(ステップＳ
４０)。この停止指示を受けていない場合(ステップＳ４０，Ｎｏ)、ＣＰＵ４５は、イン
バータ４４及びＤＣ／ＤＣコンバータ３へ、放電を行わせる制御信号を送り、蓄電池２を放電させて、この放電電力を負荷７３へ供給し(ステップＳ５０)、図５の処理を終了する。なお、ステップＳ５０では、放電を停止している状態から放電を開始させる場合に限らず、放電を開始している状態で、引き続き放電を行わせる場合も、ＣＰＵ４５は、インバータ４４及びＤＣ／ＤＣコンバータ３へ、放電を行わせる制御信号を送り、蓄電池２を放電させる。

一方、ステップＳ３０において放電させないと判定した場合(ステップＳ３０，Ｎｏ)や、ステップＳ４０で停止指示を受けたと判定した場合(ステップＳ４０，Ｙｅｓ)、ＣＰＵ４５は、放電させないようにインバータ４４及びＤＣ／ＤＣコンバータ３を制御する(ス
テップＳ６０)。例えば、既に放電を開始している場合には停止の指示をインバータ４４
及びＤＣ／ＤＣコンバータ３に送り、放電電力の供給を止め、蓄電池２の放電を停止させる。なお、ステップＳ６０では、放電を行っている状態から放電を停止させる場合に限らず、放電を停止している状態で、継続して放電を行わない場合も、ＣＰＵ４５は、放電させないと判定し(ステップＳ３０，Ｎｏ)、ステップＳ６０へ移行し、インバータ４４及び
ＤＣ／ＤＣコンバータ３へ、放電を行わせないように制御信号を送る。

次に、ＣＰＵ４５は、充電を行うか否かを判定し(ステップＳ７０)、充電を行うと判定した場合(ステップＳ７０，Ｙｅｓ)、インバータ４４及びＤＣ／ＤＣコンバータ３に充電を指示して充電を行わせ(ステップＳ８０)、図５の処理を終了する。例えば、蓄電池２の充電状態が所定値未満となり、放電が完了した場合に、ＣＰＵ４５は、充電を行うと判定する。また、ＣＰＵ４５は、現在時刻や太陽光発電システムによる発電状態等の要素が、モード毎に定めた条件を満たしているか否かによって充電を行うか否かを判定しても良い。例えば、ピークシフトを行うモードの場合、現在時刻がピーク時間帯（電力消費が逼迫する時間帯）であれば充電を行わず、それ以外の時間帯であれば充電を行うと判定する。また、エコノミーモードの場合、現在時刻が深夜時間帯（割安な深夜電力料金が適用される時間帯）であれば充電を行うと判定し、それ以外の時間帯であれば充電を行わないと判定する。エコロジーモードの場合、太陽光発電システムによる電力供給が行われていれば充電を行い、太陽光発電システムによる電力供給が行われていなければ充電を行わない。

なお、ＣＰＵ４５は、図５の処理が開始された後、電源が切断されるまで、或は停止が指示されるまで、図５の処理を繰り返し実行する。

また、制御装置１は、電源が投入された場合や起動が指示された場合、図６の処理を実行する。先ず、制御装置１のＣＰＵ１５は、蓄電池２の放電が開始されたか否かを判定する(ステップＳ１００)。蓄電池２の放電が行われていなければ(ステップＳ１００，Ｎｏ)、図６の処理を終了し、放電が行われていれば(ステップＳ１００，Ｙｅｓ)、充放電回数や消費電力等のデータを取得する(ステップＳ１１０)。この充放電回数は、パワーコンディショナ４から放電の開始や完了、充電の開始や完了の通知を受信して、この充電及び放電の回数をカウントしてメモリ１６に記憶しておき、このメモリ１６から読み出す構成でも良いし、通信ＩＦ１９を介してパワーコンディショナ４から直接取得する構成でも良い。また、負荷７３による消費電力についてもパワーコンディショナ４から取得する。

そして、ＣＰＵ１５は、充放電回数に基づいて蓄電池２を停止させるか否かを判定する(ステップＳ１２０)。例えば、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１００で放電が開始されたと判定した蓄電池２の充放電回数をインクリメントした場合に、他の蓄電池２の充放電回数との差が所定値以上（例えば２以上）に広がる場合、当該蓄電池２の放電を停止させると判定する。具体的には、蓄電池２Ａの充放電回数が、蓄電池２Ｂの充放電回数より多い場合に、蓄電池２Ａの放電が開始されて蓄電池２Ａの充放電回数をインクリメントすると、蓄電池２Ａの充放電回数と蓄電池２Ｂの充放電回数との差が広がることになるため、蓄電池２Ａの放電を停止させる。また、この場合に蓄電池２Ｂの放電が開始されて蓄電池２Ｂの充放電回数をインクリメントすると、蓄電池２Ａの充放電回数と蓄電池２Ｂの充放電回数との差が縮まることになるため、蓄電池２Ｂの放電は停止させないと判定する。なお、蓄電池２Ａの充放電回数と、蓄電池２Ｂの充放電回数とが同じ場合に、蓄電池２Ａの放電が開始されて蓄電池２Ａの充放電回数をインクリメントすると、蓄電池２Ａの充放電回数と蓄電池２Ｂの充放電回数との差が広がることになるが、所定値（例えば２）未満のため、蓄電池２Ａの放電は停止させない。なお、この所定値は２に限らず、充放電回数の偏りを許容できる範囲で３以上に設定されてもよい。

放電を停止させると判定した場合(ステップＳ１２０，Ｙｅｓ)、ＣＰＵ１５は、放電停止指令をパワーコンディショナ４に通知して停止させる(ステップＳ１３０)。なお、ＣＰＵ１５は、停止させる蓄電池以外の放電を許可する蓄電池２を制御するパワーコンディショナ４に対しては放電許可指令を通知する。これにより、停止させる蓄電池２を制御するパワーコンディショナ４による放電が停止され、他のパワーコンディショナ４によって、図５に示すように放電が開始される。

また、ＣＰＵ１５は、消費電力に基づいて放電する蓄電池２を増やすか否かを判定する(ステップＳ１４０)。例えば、消費電力をＰＡ、蓄電池の放電電力をＰＢ、現在放電中の蓄電池２の台数をＮとし、式１を満たした場合に、放電する蓄電池を増やすと判定する(
ステップＳ１４０，Ｙｅｓ)。

ＰＡ＞(Ｎ＋１)・ＰＢ・・・（式１）
放電する蓄電池２を増やすと判定した場合、ＣＰＵ１５は、充放電回数に基づいて放電させる蓄電池２を決定し、当該蓄電池２の制御を行うパワーコンディショナ４に停止を解除し、放電を許可する放電許可指令を通知する(ステップＳ１５０)。例えば、停止している蓄電池２のうち、最も充放電回数の少ない蓄電池２の停止を解除する。

このように式１を満たす状況では、消費電力が高いため、パワーコンディショナ４は、図５に示すステップＳ３０において、放電を開始すると判定し、且つ停止指示が解除されたことでステップＳ４０においても停止指示を受けていないと判定するので、蓄電池２の放電を開始させる(ステップＳ５０)。即ち、放電する蓄電池２を増やすことができる。

更に、ＣＰＵ１５は、消費電力に基づいて放電する蓄電池２を減らすか否かを判定する(ステップＳ１６０)。例えば、式２を満たした場合に、放電する蓄電池を減らすと判定する(ステップＳ１６０，Ｙｅｓ)。

ＰＡ＜(Ｎ−１)・ＰＢ・・・（式２）
放電する蓄電池２を減らすと判定した場合、ＣＰＵ１５は、充放電回数に基づいて放電を停止させる蓄電池２を決定し、当該蓄電池２の制御を行うパワーコンディショナ４に放電停止指令を通知する(ステップＳ１７０)。例えば、放電している蓄電池２のうち、最も充放電回数の多い蓄電池２の放電を停止させる。

なお、ＣＰＵ１５は、図６の処理が開始された後、電源が切断されるまで、或は停止が指示されるまで、図６の処理を繰り返し実行する。

《効果》
上記のように、本実施形態によれば、パワーコンディショナ４が蓄電池２の放電を開始させた際、各蓄電池の充放電回数の差が広がる場合には、当該蓄電池２の放電を停止させる。これにより、各蓄電池の充放電回数を平均化し、劣化のバラつきを抑え、メンテナンスの手間を削減できる。

また、消費電力に応じて、放電させる蓄電池を増加させる際にも、充放電回数に基づいて放電させる蓄電池を決定させることにより、消費電力に対応した電力の供給を可能とし、且つ各蓄電池の劣化のバラつきを抑えることができる。

更に、消費電力に応じて、放電させる蓄電池を減少させる際にも、充放電回数に基づいて放電を停止させる蓄電池を決定させることにより、消費電力に対応した電力の供給を可能とし、且つ各蓄電池の劣化のバラつきを抑えることができる。

なお、本実施形態では、図１に示すように、主に蓄電制御システム１０が蓄電池２を２台備えた例を示したが、これに限らず３台以上の蓄電池２を備えても良い。また、図１では、１台の蓄電池２に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、パワーコンディショナ４を１台ずつ接続したが、これに限らず１台のパワーコンディショナ４に複数の蓄電池を接続してもよい。

〈実施形態２〉
前述の実施形態１では、放電を開始した蓄電池の充放電回数に基づき、充放電回数の偏りが大きくなる場合には放電を停止させるように制御することで、充放電回数を揃え、劣化の程度を均一化している。この場合、充放電回数が同じであっても、一回あたりの放電状態に差があると、充放電を繰り返すうちに、同じ充放電回数の蓄電池であっても劣化の程度に差が生じることがある。そこで、本実施形態では、特定の蓄電池から偏って放電された放電量が所定値に到達した場合に、別の蓄電池に切り替えて放電させる構成としている。なお、この他の構成は、前述の実施形態１と同じであるため、主に実施形態１と異なる構成を説明し、同一の要素については説明を省略する。

本実施形態において、制御装置１のデータ取得部１１は、各パワーコンディショナ４から各蓄電池２の放電量を所定時刻毎に取得し、これと共に、充電開始時刻、充電完了時刻、放電開始時刻、放電停止時刻等を履歴情報として蓄電池２毎に記憶しておく。データ取得部１１は、この他、負荷７３の消費電力を取得し、時間帯毎に記憶してもよい。

停止判定部１２は、蓄電池２が放電中であって、他に放電可能な蓄電池２が存在する場合に、放電中の前記蓄電池の放電量が、閾値を越えた場合に、当該蓄電池２の放電を停止させる停止指令をパワーコンディショナ４へ通知して放電を停止させる。このとき、他の蓄電池２が停止指令によって停止中の場合、停止指令を解除する。

図７は、実施形態２に係る蓄電制御方法を示す図である。なお、ステップＳ１００〜Ｓ１７０については、実施形態１と同じであるため説明を省略する。ステップＳ１６０・Ｓ１７０の後、制御装置１は、蓄電池２が放電中であって、他に放電可能な蓄電池２が存在するか否か、即ち、切り替える蓄電池２が存在するか否かを判定する(ステップＳ１８０)。ここで、他に放電可能な蓄電池２とは、例えば、充電率が所定値以上であって、現在放電中の蓄電池２と切り替えて放電させた場合でも充電回数の偏りが大きくならないものである。例えばステップＳ１５０と同様に充放電回数に基づいて蓄電池２を選択し、履歴データに基づいて当該蓄電池２の充電率を求める。なお、本例において充電率は、満充電時に充電されている電力量に対する残電力量の割合である。これに限らず、充電の程度が分かるものであれば、他の尺度を用いてもよい。

停止判定部１２は、切り替え可能な蓄電池２が存在しないと判定した場合には(ステッ
プＳ１８０，Ｎｏ)、図６の処理を終了させ、切り替え可能な蓄電池２が存在すると判定
した場合には(ステップＳ１８０，Ｙｅｓ)、ステップＳ１９０へ移行する。

ステップＳ１９０において、制御装置１は、放電中の蓄電池２の放電量が閾値を越えたか否かを判定する。前述のように他に停止している蓄電池（切り替え可能な蓄電池）２が存在する状態で、現在放電中の蓄電池２の放電が進むと、放電状態が偏ることになるので、放電量が所定値（閾値）に到達した時点で、放電を停止させる。そこで、制御装置１は、放電中の蓄電池２の履歴情報を参照して、切り替え可能な蓄電池２が停止している期間に放電した放電量（以下、部分駆動時放電量とも称す）を算出し、この部分駆動時放電量が、閾値を越えたか否かを判定する。ここで、閾値は、固定値であってもよいし、季節や時間帯、負荷の状態、過去の履歴情報などに基づいて動的に定められてもよい。例えば、放電している時間帯（現在時）における過去の放電電力量を履歴情報から求め、これを蓄電池２の台数Ｎで除して閾値としても良い。即ち、閾値＝放電時間帯における過去の放電電力量／Ｎとしてもよい。

部分駆動時放電量が閾値を越えたと判定した場合(ステップＳ１９０、Ｙｅｓ)、制御装置１は、切り替え可能な蓄電池２が停止指令によって停止されているのであれば停止を解除し、パワーコンディショナ４へに放電許可指令を送信する(ステップＳ２００)。なお、
切り替え可能な蓄電池２が、停止指令によって停止されていなければ、ステップＳ２００はスキップしてもよい。

また、制御装置１は、放電中の蓄電池２と接続しているパワーコンディショナ４へ停止指令を送信し、当該蓄電池２の放電を停止させる(ステップＳ２１０)。

ステップＳ２１０の後や、ステップＳ１８０で切り替え可能な蓄電池２が存在しないと判定した場合(ステップＳ１８０，Ｎｏ)、又は部分駆動時放電量が閾値を越えていないと判定した場合(ステップＳ１９０，Ｎｏ)、制御装置１は、図７の処理を終了する。

このように、本実施形態２によれば、複数の蓄電池２のうち、一部の蓄電池２が放電中で、この放電量が所定値に達した場合には、この蓄電池２の放電を停止させ、他の蓄電池２に切り替えて放電を行わせる。これにより、特定の蓄電池２だけが、放電を続けて劣化が進んでしまうことが防止され、劣化のバラつきを精度良く抑えることができる。

１制御装置
２（２Ａ，２Ｂ）蓄電池
３（３Ａ，３Ｂ）コンバータ
４（４Ａ，４Ｂ）パワーコンディショナ
５太陽光発電モジュール
６パワーコンディショナ
１０蓄電制御システム
５０太陽光発電システム
７１電力系統
７３負荷
７４（７４Ａ，７４Ｂ）電力計

Claims

電力を蓄積する複数の蓄電池と、
前記蓄電池のそれぞれと接続し、前記蓄電池と接続する負荷の消費電力に基づき、当該蓄電池による放電を開始させて前記負荷へ出力させる複数の出力制御装置と、
前記蓄電池の放電が開始されてから、放電を完了し、所定量の充電を行うまでの充放電を行った回数を充放電回数とし、前記複数の蓄電池について前記充放電回数を取得し、前記放電を開始したことで各蓄電池の前記充放電回数の差が所定値以上に広がる場合に、当該蓄電池の放電を停止させる停止指令を前記出力制御装置へ通知して放電を停止させる停止制御装置と
を備える蓄電制御システム。
前記負荷の消費電力が、放電中の前記蓄電池の放電電力を超えた場合に、前記停止制御装置が、停止中の前記蓄電池のうち、前記停止指令によって停止された前記蓄電池の停止を解除する解除指令を当該蓄電池と接続している前記出力制御装置へ通知することで、当該蓄電池の放電を開始させる請求項１に記載の蓄電制御システム。
Ｎ台の前記蓄電池が放電中であり、前記負荷の消費電力が、Ｎ−１台の前記蓄電池の放電電力以下であった場合、前記停止制御装置が、放電中の前記蓄電池のうち、前記充放電回数の最も多い前記蓄電池と接続している前記出力制御装置に前記停止指令を通知して、当該蓄電池の放電を停止させる請求項１又は２に記載の蓄電制御システム。
前記蓄電池が放電中であって、他に放電可能な蓄電池が存在する場合に、放電中の前記蓄電池の放電量が、閾値を越えた場合に、当該蓄電池の放電を停止させる前記停止指令を前記出力制御装置へ通知して放電を停止させる請求項１から３の何れか１項に記載の蓄電制御システム。
複数の蓄電池のそれぞれと接続する複数の出力制御装置が、前記蓄電池と接続する負荷の消費電力に基づき、当該蓄電池による放電を開始させて前記負荷へ出力させるステップと、
停止制御装置が、前記蓄電池の放電が開始されてから、放電を完了し、所定量の充電を行うまでの充放電を行った回数を充放電回数とし、前記複数の蓄電池について前記充放電回数を取得し、前記放電を開始したことで各蓄電池の前記充放電回数の差が所定値以上に広がる場合に、当該蓄電池の放電を停止させる停止指令を前記出力制御装置へ通知して放電を停止させるステップと
を含む蓄電制御方法。
複数の蓄電池のそれぞれと接続する複数の出力制御装置を介して前記蓄電池の放電を停止させる停止制御装置に実行される蓄電制御プログラムであって、
前記蓄電池の放電が開始されてから、放電を完了し、所定量の充電を行うまでの充放電を行った回数を充放電回数とし、前記複数の蓄電池について前記充放電回数を取得するステップと、
前記放電を開始したことで各蓄電池の前記充放電回数の差が所定値以上に広がる場合に、当該蓄電池の放電を停止させか否かを判定するステップと、
前記蓄電池の放電を停止させると判定した場合に、当該蓄電池と接続された前記出力制御装置へ停止指令を通知して放電を停止させるステップと
を含む蓄電制御プログラム。