JP2018078772A - 電力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インバランスを抑制すると共に蓄電池の劣化を抑制すること。【解決手段】電力系統２に接続された蓄電池５を制御する電力制御装置１は、電力系統２から供給される電力を消費する基地局システム９により消費されると予測される電力量である予測需要電力量と基地局システム９により消費された実際の電力量である実績需要電力量との単位時間ごとの履歴である需要電力量情報を格納する需要電力量情報格納部１２と、格納された需要電力量情報に基づいて予測需要電力量と実績需要電力量との単位時間ごとの差分であるインバランスを積算し、積算されたインバランスである積算インバランスが所定の閾値である積算インバランス閾値を超えた場合、蓄電池５に対して積算インバランスに基づいた充放電を行わせる充放電制御部１３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電力系統に接続された蓄電池を制御する電力制御装置に関する。

近年、電気事業法の改正により電力小売の自由化が認められ、多くの電力小売事業者が小売市場へ参入している。電力系統の安定化の観点から、電力小売事業者は事前に、顧客である需要家によって消費されると見込まれる電力である予測需要電力量を系統運用者へ申告する必要がある。このとき、需要家によって実際に消費された電力である実績需要電力量との間に乖離（インバランス）が発生した場合、追加料金であるインバランス料金を系統運用者へ支払う必要がある。したがって、電力小売事業者は予測需要電力量と実績需要電力量との調整を行うことで電力系統の安定化への寄与とインバランス料金の低減が可能である。例えば以下に示す特許文献１では、このようなペナルティコストも含めた評価関数に基づいて、電力系統に接続される蓄電池の充放電を制御する需給制御装置が示されている。

特開２０１６−９５８６３号公報

しかしながら、上記需給制御装置では一定周期ごとに蓄電池の充放電が実施されるため、例えば、過剰な充放電に伴って蓄電池が劣化するという問題がある。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、インバランスを抑制すると共に蓄電池の劣化を抑制することができる電力制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一側面に係る電力制御装置は、電力系統に接続された蓄電池を制御する電力制御装置であって、電力系統から供給される電力を消費する需要家により消費されると予測される電力量である予測需要電力量と当該需要家により消費された実際の電力量である実績需要電力量との単位時間ごとの履歴である需要電力量情報を格納する格納部と、格納部によって格納された需要電力量情報に基づいて予測需要電力量と実績需要電力量との単位時間ごとの差分であるインバランスを積算し、積算されたインバランスである積算インバランスが所定の閾値である積算インバランス閾値を超えた場合、蓄電池に対して積算インバランスに基づいた充放電を行わせる制御部と、を備える。

このような電力制御装置によれば、蓄電池に対して積算インバランスに基づいた充放電を行わせるため、インバランスを抑制することができる。また、当該充放電は、積算インバランスが積算インバランス閾値を超えた場合に行わせるため、例えば、過剰な充放電を抑制することができ、それに伴い、蓄電池の劣化を抑制することができる。すなわち、インバランスを抑制すると共に蓄電池の劣化を抑制することができる。

本発明によれば、インバランスを抑制すると共に蓄電池の劣化を抑制することができる。

本実施形態に係る電力制御装置を含む基地局システムのシステム構成図である。 本実施形態に係る電力制御装置の機能ブロック図である。 本実施形態に係る電力制御装置のハードウェア構成図である。 消費電力と外気温の変動例を示す図である。 消費電力と外気温との相関例を示す図である。 消費電力量の予測処理を示すフローチャートである。 太陽光発電電力と日射量との相関例を示す図である。 太陽光発電電力の予測処理を示すフローチャートである。 算出された予測需要電力量と、実績需要電力量とのグラフ例である。 実施例１の制御処理を示すフローチャートである。 実施例１の制御例を示す図である。 実施例２の制御処理を示すフローチャートである。 実施例２の制御例を示す図である。 ある１時間における予測需要電力量と実績需要電力量とのグラフ例である。 実施例２Ａの制御例（ｒ＝１）を示す図である。 実施例２Ａの制御例（ｒ＝０．５）を示す図である。 実施例２Ａの制御例（ｒ＝０）を示す図である。

以下、図面とともに装置の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明における実施形態は、本発明の具体例であり、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限定されないものとする。

図１は、本実施形態に係る電力制御装置１を含む基地局システム９（需要家）のシステム構成図である。基地局システム９は、移動体通信における無線基地局を構成するシステムを想定する。図１に示す通り、基地局システム９は、電力制御装置１、電力系統２、通信装置３、空調４、蓄電池５、太陽光発電６Ａ、パワーコンディショナ６Ｂ、太陽光発電７Ａ、ＤＣ／ＤＣコンバータ７Ｂ及び整流器８を含んで構成される。

次に、装置間の接続関係について説明する。電力系統２と空調４とパワーコンディショナ６Ｂと整流器８とは互いに電気接続され、交流電気が流れる。通信装置３と、蓄電池５とＤＣ／ＤＣコンバータ７Ｂと整流器８とは互いに電気接続され、直流電気が流れる。なお、太陽光発電６Ａとパワーコンディショナ６Ｂとは互いに電気接続されており、両機能を備えた一体型装置であってもよい。同様に、太陽光発電７ＡとＤＣ／ＤＣコンバータ７Ｂとは互いに電気接続されており、両機能を備えた一体型装置であってもよい。電力制御装置１は、蓄電池５、パワーコンディショナ６Ｂ、ＤＣ／ＤＣコンバータ７Ｂ及び整流器８のそれぞれと互いに通信接続され、互いに情報を送受信可能である。

次に、各装置について説明する。電力制御装置１は、電力系統２に接続された蓄電池５、パワーコンディショナ６Ｂ、ＤＣ／ＤＣコンバータ７Ｂ及び整流器８のそれぞれに対して情報を送受信することで、各装置を制御するコンピュータ装置である。電力制御装置１は、外部データに基づく電力需要の予測及び蓄電池５の制御を主に行う。電力制御装置１の詳細については後述する。

電力系統２は、商用電力であり、交流電力が提供される。通信装置３は、負荷であり、基地局における通信を処理する装置である。通信装置３は、電力系統２から供給される電力を消費する。通信装置３の定格消費電力は、例えば、１０ｋＷである。空調４は、負荷であり、本実施形態においては通信装置３等の基地局システム９を構成する装置の冷却を行うエアコンを想定する。空調４は、電力系統２から供給される電力を消費する。空調４の定格消費電力は、例えば、６．４ｋＷである。蓄電池５は、充放電機能を備え、電力制御装置１からの充放電指示に基づき、電力系統２、太陽光発電６Ａ及び太陽光発電７Ａからの電力を充電したり、蓄えた電力を負荷である通信装置３及び空調４に放電したりすることができる。蓄電池５の定格容量は、例えば、３２．２ｋＷｈである。

太陽光発電６Ａ及び太陽光発電７Ａは、それぞれ太陽光発電が可能な装置である。太陽光発電６Ａ及び太陽光発電７Ａの定格出力は、例えば、それぞれ４ｋＷである。パワーコンディショナ６Ｂは、太陽光発電６Ａによって発電された直流電気を交流電気に変換する装置である。ＤＣ／ＤＣコンバータ７Ｂは太陽光発電７Ａによって発電された直流電気の電圧を変換する装置である。パワーコンディショナ６Ｂ及びＤＣ／ＤＣコンバータ７Ｂを基地局システム９内に配置することで、太陽光発電６Ａ及び太陽光発電７Ａの発電電力を余すことなく、基地局システム９内ですべて利用することが可能となっている。整流器８は、直流電気及び交流電気間の変換を行う装置である。

図２は、電力制御装置１の機能ブロック図である。図２に示す通り、電力制御装置１は、予測需要電力量予測部１０、実績需要電力量取得部１１、需要電力量情報格納部１２（格納部）及び充放電制御部１３（制御部）を含んで構成される。

図２に示す機能ブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に（例えば、有線及び／又は無線）で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。

例えば、電力制御装置１は、コンピュータとして機能してもよい。図３は、電力制御装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の電力制御装置１は、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。

なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。電力制御装置１のハードウェア構成は、図３に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。

電力制御装置１における各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信や、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。

プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、上述の予測需要電力量予測部１０、実績需要電力量取得部１１及び充放電制御部１３などは、プロセッサ１００１で実現されてもよい。

また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ１００３及び／又は通信装置１００４からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、本実施形態で説明する動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、電力制御装置１の予測需要電力量予測部１０、実績需要電力量取得部１１及び充放電制御部１３などは、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、１つのプロセッサ１００１で実行される旨を説明してきたが、２以上のプロセッサ１００１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１００１は、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。

メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本実施形態に係るページング方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。

ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク（例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク）、スマートカード、フラッシュメモリ（例えば、カード、スティック、キードライブ）、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ１００２及び／又はストレージ１００３を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。例えば、上述の需要電力量情報格納部１２などは、ストレージ１００３で実現されてもよい。

通信装置１００４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。通信装置１００４は、スマートメータ、外部データ、蓄電池５、パワーコンディショナ６Ｂ及びＤＣ／ＤＣコンバータ７Ｂ、整流器８との間で電力情報や気象情報を取得もしくは送信を行う。例えば、上述の予測需要電力量予測部１０、実績需要電力量取得部１１及び充放電制御部１３などは、通信装置１００４で実現されてもよい。

入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。

また、プロセッサ１００１やメモリ１００２などの各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。

また、電力制御装置１は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。

以下、図２に示す電力制御装置１の各機能ブロックについて説明する。

予測需要電力量予測部１０は、予め電力制御装置１に格納された又は外部装置等から取得した電力情報と気象情報とに基づいて、基地局システム９により消費されると予測される電力量である予測需要電力量を算出する。予測需要電力量予測部１０によって算出される予測需要電力量は、単位時間（例えば１分）ごとの履歴であってもよい。予測需要電力量予測部１０は、算出した予測需要電力量を、需要電力量情報格納部１２によって格納させる。以下、予測需要電力量予測部１０による予測需要電力量の具体的な算出例について説明する。

予測需要電力量予測部１０は、予測需要電力量の算出、すなわち電力需要の予測について、各種電力情報と気象情報を利用する。ここで電力情報とは電力需要量、発電量、蓄電池５の充放電量であり、気象情報とは外部装置等より取得する日射量と外気温の実績値と予測値である。基地局システム９の電力需要は、通信装置３及び空調４の消費電力量から太陽光発電６Ａ及び太陽光発電７Ａの発電電力量を差し引いたものとなる。

まず、予測需要電力量予測部１０による通信装置３及び空調４の消費電力量の予測処理について説明する。図４は、通信装置３及び空調４それぞれの消費電力と外気温の変動例を示す図である。図４に示す通り、通信装置３の消費電力の変動は小さく、空調４の消費電力は外気温との相関がある。図５は、ある１週間における、通信装置３と空調４とを合わせた消費電力と、外気温との相関例を示す図（散布図）である。予測需要電力量予測部１０は、予め電力制御装置１に格納された又は外部装置等から取得した消費電力情報及び外気温情報において、図４及び５に示すような相関を利用した回帰分析を行うことで、通信装置３及び空調４の消費電力量を予測する。

図６は、予測需要電力量予測部１０により実行される消費電力量の予測処理を示すフローチャートである。まず、現在時刻が１２時であるか否かが判定される（ステップＳ１）。Ｓ１にて現在時刻が１２時ではないと判定されると（Ｓ１：ＮＯ）、処理を終了する。一方、Ｓ１にて現在時刻が１２時であると判定されると（Ｓ１：ＹＥＳ）、続いて、現在よりも前１週間の消費電力情報及び外気温情報が電力制御装置１内や外部装置等から取得される（ステップＳ２）。次に、Ｓ２にて取得された前１週間の消費電力情報及び外気温情報に基づいて、回帰式が作成される（ステップＳ３）。次に、翌日の外気温予報情報が電力制御装置１内や外部装置等から取得される（ステップＳ４）。次に、Ｓ３にて作成された回帰式及びＳ４にて取得された翌日の外気温予報情報に基づいて、翌日の消費電力量が予測される（ステップＳ５）。なお、Ｓ４は、Ｓ１とＳ２との間、又は、Ｓ２とＳ３との間に実行されてもよい。

次に、予測需要電力量予測部１０による太陽光発電６Ａ及び太陽光発電７Ａの発電電力量の予測処理について説明する。太陽光発電の発電電力は日射量との相関がある。図７は、ある１週間における太陽光発電電力と日射量との相関例を示す図（散布図）である。予測需要電力量予測部１０は、予め電力制御装置１に格納された又は外部装置等から取得した発電電力情報及び日射量情報において、図７に示すような相関を利用した回帰分析を行うことで、太陽光発電６Ａ及び太陽光発電７Ａの発電電力量を予測する。

図８は、予測需要電力量予測部１０により実行される発電電力量の予測処理を示すフローチャートである。まず、現在時刻が１２時であるか否かが判定される（ステップＳ１０）。Ｓ１０にて現在時刻が１２時ではないと判定されると（Ｓ１０：ＮＯ）、処理を終了する。一方、Ｓ１０にて現在時刻が１２時であると判定されると（Ｓ１０：ＹＥＳ）、続いて、現在よりも前１週間の発電電力情報及び日射量情報が電力制御装置１内や外部装置等から取得される（ステップＳ１１）。次に、Ｓ１１にて取得された前１週間の発電電力情報及び日射量情報に基づいて、回帰式が作成される（ステップＳ１２）。次に、翌日の日射量予報情報が電力制御装置１内や外部装置等から取得される（ステップＳ１３）。次に、Ｓ１２にて作成された回帰式及びＳ１３にて取得された翌日の日射量予報情報に基づいて、翌日の発電電力量が予測される（ステップＳ１４）。なお、Ｓ１３は、Ｓ１０とＳ１１との間、又は、Ｓ１１とＳ１２との間に実行されてもよい。

予測需要電力量予測部１０は、上述の消費電力量の予測処理によって予測された消費電力量から、上述の発電電力量の予測処理によって予測された発電電力量を差し引くことによって、予測需要電力量を算出する。当該算出は、所定の時限毎に、所定の間隔毎に行う。例えば、予測需要電力量予測部１０は、１日毎に、翌１日間における３０分毎に予測需要電力量を算出する。

図２に戻り、実績需要電力量取得部１１は、基地局システム９により消費された実際の電力量である実績需要電力量を取得する。実績需要電力量取得部１１は、電力制御装置１に予め格納された実績需要電力量を取得してもよいし、外部装置から実績需要電力量を取得してもよい。実績需要電力量取得部１１によって取得される実績需要電力量は、単位時間（例えば１分）ごとの履歴であってもよい。実績需要電力量取得部１１は、取得した実績需要電力量を、需要電力量情報格納部１２によって格納させる。

図９は、予測需要電力量予測部１０により算出された予測需要電力量（計画量）と、実績需要電力量取得部１１により取得された実績需要電力量（「実績量」）とのグラフ例である。

需要電力量情報格納部１２は、予測需要電力量と実績需要電力量とを格納する。需要電力量情報格納部１２は、予測需要電力量と実績需要電力量との単位時間（例えば１分）ごとの履歴である需要電力量情報を格納してもよい。需要電力量情報格納部１２によって格納される予測需要電力量は、予測需要電力量予測部１０によって算出されたものであってもよいし、外部装置から取得したものであってもよい。また、需要電力量情報格納部１２によって格納される実績需要電力量は、実績需要電力量取得部１１によって取得されたものであってもよいし、外部装置から取得したものであってもよい。また、電力制御装置１の管理者等の入力操作に基づいて、予め予測需要電力量と実績需要電力量と（又は需要電力量情報）が需要電力量情報格納部１２によって格納されてもよい。

充放電制御部１３については、以下に示す２つの実施例に基づいて説明する。

［実施例１］
充放電制御部１３は、需要電力量情報格納部１２によって格納された需要電力量情報に基づいて予測需要電力量と実績需要電力量との単位時間（例えば１分）ごとの差分であるインバランスを算出し、算出されたインバランスがゼロ又は所定の値（例えば０．００１ｋＷｈ）以下となるよう、蓄電池５に対して充放電を行わせる。蓄電池５に対して充放電を行わせるとは、具体的には、蓄電池５に対して、所定の電力量の充電又は放電を行うよう指示する制御命令を出力する。当該制御命令を受信した蓄電池５は、当該制御命令に従い、所定の電力量の充電又は放電を行う。

図１０は、充放電制御部１３による実施例１の制御処理を示すフローチャートである。まず、需要電力量情報格納部１２によって格納された需要電力量情報に基づいて、予測需要電力量と実績需要電力量とが入力される（ステップＳ２０）。次に、Ｓ２０にて入力された予測需要電力量と実績需要電力量との差分が算出される（ステップＳ２１）。次に、Ｓ２１にて算出された差分に基づいて、蓄電池５の充放電量が決定される（ステップＳ２２）。次に、Ｓ２２にて決定された充放電量に基づく制御命令が蓄電池５に送信される（ステップＳ２３）。

図１０に示す制御は、予測需要電力量との差分であるインバランスをリアルタイムで検知して瞬時的に行ってもよいし、所定の時限毎に行ってもよい。図１１は、ある１時間において、インバランスを瞬時的に相殺するよう（ゼロにするよう）、インバランスと同量の電力量の充放電制御を行った例を示す図である。これにより、発生するインバランスをゼロとすることができる。予測需要電力量予測部１０による予測処理と併せることで、基地局システム９において予測需要電力量の算出から蓄電池５の充放電制御による需要調整まで行い、インバランスの発生を抑制することが可能となる。

［実施例２］
充放電制御部１３は、需要電力量情報格納部１２によって格納された需要電力量情報に基づいて予測需要電力量と実績需要電力量との単位時間ごとの差分であるインバランスを積算し、積算されたインバランスである積算インバランスが所定の閾値である積算インバランス閾値を超えた場合、蓄電池５に対して積算インバランスに基づいた充放電を行わせる。充放電制御部１３は、蓄電池５の充放電可能電力に基づいた積算インバランス閾値を設定してもよい。また、充放電制御部１３は、蓄電池５の充放電可能電力に対して所定の電力余裕を持たせた積算インバランス閾値を設定してもよい。また、充放電制御部１３は、所定の時間区間（例えば、３０分間）内において時間経過に応じて積算インバランス閾値を低下してもよい。以下、具体的に説明する。

実施例２では、実施例１で示した制御について、所定の時限内で算出される予測需要電力量との差分をゼロとすることを目的として、差分の積算の値が積算インバランス閾値を超えたときに限って行う。

図１２は、充放電制御部１３による実施例２の制御処理を示すフローチャートである。まず、需要電力量情報格納部１２によって格納された需要電力量情報に基づいて、予測需要電力量と実績需要電力量とが入力されると共に、予め電力制御装置１に格納された積算インバランス閾値が入力される（ステップＳ３０）。次に、Ｓ３０にて入力された予測需要電力量と実績需要電力量との差分が算出され、積算される（ステップＳ３１）。次に、Ｓ３１にて算出された差分の積算値が、Ｓ３０にて入力された積算インバランス閾値以上であるか否かが判定される（ステップＳ３２）。Ｓ３２にて積算インバランス閾値以上ではないと判定されると（Ｓ３２：ＮＯ）、処理が終了する。一方、Ｓ３２にて積算インバランス閾値以上であると判定されると（Ｓ３２：ＹＥＳ）、続いて、Ｓ３１にて算出された差分の積算値に基づいて、蓄電池５の充放電量が決定される（ステップＳ３３）。次に、Ｓ３３にて決定された充放電量に基づく制御命令が蓄電池５に送信される（ステップＳ３４）。

図１３は、ある１時間において、３０分間毎に発生する需要計画との差分である積算インバランスをゼロとできるよう積算インバランス閾値を予め設定し、積算インバランスがこの積算インバランス閾値を超えたときに積算インバランスを減少させるよう、蓄電池５の充放電能力に応じた電力量の充放電制御を行った例を示す図である。ここで、積算インバランス閾値の設定については時間経過に応じて線形的に減少するように設定したが、その手法についてはこれに限らない。本制御によって、蓄電池５の充放電量を抑えながら、所定の時間内に発生する積算インバランスをゼロとすることができる。また予測需要電力量予測部１０による予測処理と併せることで、基地局システム９において電力需要の予測から蓄電池５の充放電制御による需要調整まで行い、所定の時間内で発生する積算インバランスの発生を抑制することが可能となる。

［実施例２Ａ］
実施例２の内容をより具体的に説明するため、本実施例では、積算インバランス閾値Ｔを以下の通り式（１）として表して説明する。なお、所定の時間区間を３０分とする。
Ｔ＝ｐ×（３０−ｔ）／６０×ｒ …（１）
ここで、ｐは、蓄電池５の充放電電力（蓄電池５の（最大）充放電可能電力）である。ｐの具体値としては、例えば１５００Ｗである。ｔは、所定の時間区間である３０分のうち経過した時間である。ｔの具体値としては、例えば０以上３０以下の値（分）である。ｒは、定数であり、例えば、充放電電力に対する積算インバランス閾値の比である。ｒの具体値としては、例えば０以上１以下の値である。

式（１）の通り、積算インバランス閾値Ｔは、蓄電池５の充放電可能電力の大きさ（性能）によっておおよそ決定され、経過時間ｔによって線形的に減少していく。これは３０分間という所定の時間区間（インバランス算出期間の枠）において、残された時間で蓄電池５の充放電によって調整可能な電力量の最大値を示す。しかしこのとき、充放電電力を上回るインバランスが瞬間的に発生してしまうと、上回った分については相殺しきれず、インバランスとして残ってしまう可能性がある。そこで、定数ｒによって、充放電電力に対して一定割合の余裕をもたせた積算インバランス閾値Ｔを設定してもよい。

以下、図１４〜１７を用いて実施例２Ａの制御例について説明する。図１４は、充放電制御部１３による制御を行わなかった場合の、ある１時間における予測需要電力量と実績需要電力量とのグラフ例である。

図１５は、充放電制御部１３により、式（１）においてｒを「１」に設定した場合の実施例２Ａの制御例を示す図である。図１５では、所定の時間区間の終わり間際である１２：２５付近や１２：５５付近において、積算インバランスが積算インバランス閾値を超えたため、充放電制御が行われているのがわかる。図１５に示す制御例では、充放電回数は５回、積算充放電量は１２５Ｗｈである。ここで、充放電回数は、充放電を１分あたり最大１回までとした場合の回数である。図１５に示すグラフのうち符号Ａで示す箇所では、充放電電力を上回るインバランスが瞬間的に発生しており、上回った分については相殺しきれず（充放電が追いついていない）、インバランスとして残っている。

図１６は、充放電制御部１３により、式（１）においてｒを「０．５」に設定した場合の実施例２Ａの制御例を示す図である。図１６では、所定の時間区間の終わりより前である１２：２０付近や１２：５０付近において、積算インバランスが積算インバランス閾値を超えたため、充放電制御が行われているのがわかる。図１６に示す制御例では、充放電回数は１０回、積算充放電量は１９８Ｗｈである。図１６に示す制御例では、図１５に示す制御例のように、充放電電力を上回るインバランスは発生していない。これは、式（１）においてｒを「０．５」に設定することで、蓄電池５の充放電可能電力に対して電力余裕を持たせたことに起因する。

以上のようにして積算インバランス閾値Ｔを設定することによって、「３０分間のインバランスをゼロとする」という目的においては、蓄電池５は必要に迫られたときにのみ充放電動作を行うことが可能となる。その効果として、蓄電池５の充放電サイクルの回数や充放電電力量が低減することによって、蓄電池５の劣化の防止や、充放電効率による電力損失量の低減が期待できる。

図１７は、充放電制御部１３により、式（１）においてｒを「０」に設定した場合の実施例２Ａの制御例を示す図である。これは、積算インバランス閾値Ｔをゼロに設定したこと（すなわち積算インバランス閾値Ｔを設定していないこと）に等しく、実施例１に対応する。図１７に示す制御例では、充放電回数は６０回、積算充放電量は３５５Ｗｈである。

次に、本実施形態のように構成された電力制御装置１の作用効果について説明する。

本実施形態の電力制御装置１によれば、蓄電池５に対して積算インバランスに基づいた充放電を行わせるため、インバランスを抑制することができる。また、当該充放電は、積算インバランスが積算インバランス閾値を超えた場合に行わせるため、例えば、必要に迫られたときのみ充放電制御を行う等、過剰な充放電を抑制することができ、それに伴い、蓄電池５の劣化を抑制することができる。すなわち、インバランスを抑制すると共に蓄電池５の劣化を抑制することができる。

また、本実施形態の電力制御装置１によれば、充放電制御部１３により、蓄電池５の充放電可能電力に基づいた積算インバランス閾値が設定されるため、より確実に積算インバランスを抑制することができる。また、充放電制御部１３により、蓄電池５の充放電可能電力に対して所定の電力余裕を持たせた積算インバランス閾値が設定されるため、充放電電力を上回るインバランスの発生を抑制することができ、より確実に積算インバランスを抑制することができる。また、充放電制御部１３により、所定の時間区間内において時間経過に応じて積算インバランス閾値が低下される（低く設定される）ので、残された時間で積算インバランスをより確実に抑制することができる。

本実施形態の電力制御装置１は、無線基地局などにおける電源に適用できる電源制御システムに関するものである。本実施形態の電力制御装置１は、移動体通信の無線基地局において、無線基地局の運用に必要とされる電力需要量を、気象データとの相関から予測し、需要計画を作成し、無線基地局に設置されている電池を充放電することで需要実績量が需要計画量と一致するよう需要量を調整する。本実施形態の電力制御装置１によれば、電力系統２の安定化への貢献と、発生するインバランス料金の低減を行うことができる。また、高度な電力需要予測システムや電力調整力を備えた電源を新規に用意することなく、簡易な電力需要予測と既存の蓄電池５を利用する一連の予測制御によってインバランスの発生を抑制することを可能とする。これにより、需要家として系統の安定化への貢献と、発生するインバランス料金の低減が可能となる。

以上、本実施形態について詳細に説明したが、当業者にとっては、本実施形態が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本実施形態は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本実施形態に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

情報の通知は、本明細書で説明した態様／実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング（例えば、ＤＣＩ（Downlink Control Information）、ＵＣＩ（Uplink Control Information））、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリング、ＭＡＣ（Medium Access Control）シグナリング、報知情報（ＭＩＢ（Master Information Block）、ＳＩＢ（System Information Block）））、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、ＲＲＣシグナリングは、ＲＲＣメッセージと呼ばれてもよく、例えば、ＲＲＣ接続セットアップ（RRC Connection Setup）メッセージ、ＲＲＣ接続再構成（RRC Connection Reconfiguration）メッセージなどであってもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。

本明細書において特定の装置によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード（upper node）によって行われることもある。例えば、特定の装置が基地局であった場合においては、当該基地局を有する１つまたは複数のネットワークノード（network nodes）からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局および／または基地局以外の他のネットワークノード（例えば、ＭＭＥまたはＳ−ＧＷなどが考えられるが、これらに限られない）によって行われ得ることは明らかである。上記において基地局以外の他のネットワークノードが１つである場合を例示したが、複数の他のネットワークノードの組み合わせ（例えば、ＭＭＥおよびＳ−ＧＷ）であってもよい。

情報等は、上位レイヤ（または下位レイヤ）から下位レイヤ（または上位レイヤ）へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。

入出力された情報等は特定の場所（例えば、メモリ）に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。

判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：trueまたはfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。

ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。

また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。

本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。

なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び／又はシンボルは信号（シグナル）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ）は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。

本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。

また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。

上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル（例えば、ＰＵＣＣＨ、ＰＤＣＣＨなど）及び情報要素（例えば、ＴＰＣなど）は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。

基地局は、１つまたは複数（例えば、３つ）の（セクタとも呼ばれる）セルを収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム（例えば、屋内用の小型基地局ＲＲＨ：Remote Radio Head）によって通信サービスを提供することもできる。「セル」または「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局、および／または基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部または全体を指す。さらに、「基地局」「ｅＮＢ」、「セル」、および「セクタ」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。基地局は、固定局（fixed station）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（access point）、フェムトセル、スモールセルなどの用語で呼ばれる場合もある。

移動通信端末は、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。

本明細書で使用する「判断（determining）」、「決定（determining）」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、計算（calculating）、算出（computing）、処理（processing）、導出（deriving）、調査（investigating）、探索（looking up）（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認（ascertaining）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信（receiving）（例えば、情報を受信すること）、送信（transmitting）（例えば、情報を送信すること）、入力（input）、出力（output）、アクセス（accessing）（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決（resolving）、選択（selecting）、選定（choosing）、確立（establishing）、比較（comparing）などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。

「接続された（connected）」、「結合された（coupled）」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、２又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された２つの要素間に１又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、２つの要素は、１又はそれ以上の電線、ケーブル及び／又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光（可視及び不可視の両方）領域の波長を有する電磁エネルギーなどの電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。

本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。

本明細書で「第１の」、「第２の」などの呼称を使用した場合においては、その要素へのいかなる参照も、それらの要素の量または順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第１および第２の要素への参照は、２つの要素のみがそこで採用され得ること、または何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。

上記の各装置の構成における「手段」を、「部」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。

「含む（include）」、「含んでいる（including）」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える（comprising）」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。本明細書において、文脈または技術的に明らかに1つのみしか存在しない装置である場合以外は、複数の装置をも含むものとする。

本開示の全体において、文脈から明らかに単数を示したものではなければ、複数のものを含むものとする。

１…電力制御装置、２…電力系統、３…通信装置、４…空調、５…蓄電池、６Ａ…太陽光発電、６Ｂ…パワーコンディショナ、７Ａ…太陽光発電、７Ｂ…ＤＣ／ＤＣコンバータ、８…整流器、９…基地局システム、１０…予測需要電力量予測部、１１…実績需要電力量取得部、１２…需要電力量情報格納部、１３…充放電制御部。

Claims (4)

1. 電力系統に接続された蓄電池を制御する電力制御装置であって、
   電力系統から供給される電力を消費する需要家により消費されると予測される電力量である予測需要電力量と当該需要家により消費された実際の電力量である実績需要電力量との単位時間ごとの履歴である需要電力量情報を格納する格納部と、
   前記格納部によって格納された需要電力量情報に基づいて予測需要電力量と実績需要電力量との単位時間ごとの差分であるインバランスを積算し、積算されたインバランスである積算インバランスが所定の閾値である積算インバランス閾値を超えた場合、蓄電池に対して積算インバランスに基づいた充放電を行わせる制御部と、
   を備える電力制御装置。
2. 前記制御部は、蓄電池の充放電可能電力に基づいた積算インバランス閾値を設定する、請求項１に記載の電力制御装置。
3. 前記制御部は、蓄電池の充放電可能電力に対して所定の電力余裕を持たせた積算インバランス閾値を設定する、請求項２に記載の電力制御装置。
4. 前記制御部は、所定の時間区間内において時間経過に応じて積算インバランス閾値を低下する、請求項１〜３の何れか一項に記載の電力制御装置。

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