JP2018152928A - 充放電制御装置、充放電装置及び充放電制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】系統電力使用量の増加による電力料金の上昇を抑制する。【解決手段】充放電制御装置は、電力系統からの電力による車載蓄電池（３１０）の充電機能、内蔵蓄電池（３０）電力の分電盤（２００）側への放電機能を備え、充電による電力使用と引き替えに放電による電力供給を行うべき特定単位時間を設定し、特定単位時間を充電期間と放電期間とに時分割して充電及び放電を実行させる。【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電池の充放電を制御するための充放電制御装置、この充放電制御装置を備えた充放電装置、及びこの充放電制御装置としてコンピュータを機能させるための充放電制御プログラムに関する。

従来、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ：Plug in Hybrid Vehicle、ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、燃料電池自動車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）等の電動車両に搭載された車載蓄電池を充電し、また車載蓄電池や他の蓄電池（以下、「内蔵蓄電池」という。）から家庭内の負荷に対して放電する充放電システムが知られている。この充放電システムにおいて、電力系統から供給される電力の使用量（以下、「系統電力使用量」という。）を抑えるための技術として、以下のものが知られている。

特許文献１に記載の充放電システムは、内蔵蓄電池を備え、電力系統からは予め定めた最大電力供給量以下の電力量を供給させるように制御し、内蔵蓄電池からは車載蓄電池を充電するために要求される要求充電電力量から上記最大電力供給量以下の電力量を減算した分を放電させるように制御するものである。

また、特許文献２における背景技術として記載の充放電システムは、実量制で電力料金を設定する場合の系統電力使用量を計測するための単位時間であるデマンド単位時間を考慮し、デマンド単位時間当たりの目標給電量を定めておき、この目標給電量に相当する電力を車載蓄電池から供給することにより、デマンド単位時間当たりの系統電力使用量を低減するものである。

特開2014-45536号公報（2014年3月13日公開） 特開2017-11798号公報（2017年1月12日公開）

特許文献１に記載の充放電システムでは、車載蓄電池を充電する際に、内蔵蓄電池から車載蓄電池へ給電する構成となっている。しかしながら、この構成では、内蔵蓄電池と車載蓄電池との電圧レベルが一致するとは限らないこと、及び内蔵蓄電池と車載蓄電池との間を絶縁しておくことが望ましいことから、内蔵蓄電池と車載蓄電池との間にＤＣ−ＤＣコンバータを設置する必要が生じ、充放電システムのコストアップを招来する。なお、この問題は、内蔵蓄電池と車載蓄電池との関係に限らず、別々の電動車両に搭載された複数の車載蓄電池間の関係においても生じ得る。

また、特許文献２における背景技術として記載の充放電システムでは、車載蓄電池を充電する際の系統電力使用量を低減することには対応していない。そのため、例えば電動車両の利用予定があり、それまでに車載蓄電池を充電しようとしたときに、そのタイミングが他の負荷での電力使用量の多い時間帯と重なってしまった場合、デマンド単位時間当たりの系統電力使用量が所定の閾値を超え、電力料金の上昇等の不都合を招来する場合がある。

なお、電力料金体系によっては、需要の高い時間帯における系統電力の使用量を抑えることにより、リベートを受けることができる場合がある。この場合、需要の高い時間帯に車載蓄電池を充電してしまうと、リベートが減額されてしまうという不都合を招来することがある。

以上の課題に鑑み、本発明の一態様は、上記コストアップ及び不都合を回避又は抑制できる充放電制御を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る充放電制御装置は、電力系統からの電力により第１蓄電池を充電する機能と、第２蓄電池の電力を電力系統側へ放電する機能とを備えた充放電装置を制御するための充放電制御装置であって、上記充電による電力使用と引き替えに上記放電による電力系統側への電力供給を行うべき特定単位時間を設定する特定単位時間設定部と、上記特定単位時間を充電期間と放電期間とに時分割して上記充電及び放電を実行させる充放電切替部と、を備えている。

上記構成では、第２蓄電池から第１蓄電池へ給電する必要がないため、上述した装置のコストアップを回避することができる。

また、上記構成では、充電による電力使用と引き替えに放電による電力系統側への電力供給を行うべき特定単位時間を設定し、充電期間と、放電期間とに時分割して充電及び放電を実行させる。これにより、上記特定単位時間内において、系統電力使用量のうち、第１蓄電池を充電することによる増分（以下、「見かけ充電電力量」という。）を、ゼロにする、あるいは充電のみを実行する場合と比較して小さくすることができる。

その結果、系統電力使用量の増加による電力料金の上昇やリベートの減額等の不都合の発生を抑制することができる。

なお、「電力系統側へ放電する」とは、充放電装置から見て第１蓄電池及び第２蓄電池へ向かう向きとは逆向きに電力を放電することを意味し、電力系統そのものに対して放電することに限らず、電力系統から電力供給を受ける他の負荷に対して放電することも含む。

第１蓄電池は、電動車両に搭載された車載蓄電池のように、特定の時点（例えば、電動車両の使用前。）までに充電しておく必要性が生じやすい蓄電池であり、第２蓄電池は、充放電装置に内蔵された内蔵蓄電池のように、上記必要性が生じにくい蓄電池であることが好適ではあるが、これに限定されるものではない。例えば、第１及び第２蓄電池は、別々の電動車両に搭載された車載蓄電池であってもよい。また、第１及び第２蓄電池は、それぞれ複数あってもよい。

上記充放電切替部は、上記第１蓄電池を充電する充電電力と、上記第２蓄電池が放電する放電電力とが異なる場合、相対的に高い方の電力に対応する上記期間を相対的に短くすることが好ましい。

第１蓄電池及び第２蓄電池は、それぞれの定格電力付近で充電及び放電することが望まれる。なぜなら、そうすることにより充放電時間の短縮が可能となるからである。また、定格電力付近は効率が一般的に高くなる。ただし、これら定格電力は互いに異なる場合がある。

そこで、上記構成では、充電電力と放電電力とが異なる場合に、相対的に高い方の電力に対応する上記期間を相対的に短くする。これにより、充電電力と放電電力とが異なる場合でも、見かけ充電電力量を、ゼロにする、あるいはより小さくすることができる。

上記充放電切替部は、上記特定単位時間の始点及びその前後を含む期間、並びに終点及びその前後を含む期間を上記放電期間とし、これら放電期間の間の期間に上記充電期間を設けることが好ましい。

上記構成では、特定単位時間設定部が設定した特定単位時間の始点及び終点それぞれの前後を放電期間とするため、特定単位時間設定部が設定した特定単位時間と、電力料金算定の基準となる実際の単位時間との間に誤差が生じていたとしても、上記実際の単位時間における見かけ充電電力量の不用意な増加を抑制することができる。

上記特定単位時間設定部は、上記特定単位時間を連続して複数設定し、上記充放電切替部は、先行する特定単位時間の終期と、後続する特定単位時間の始期とを、上記充電期間又は放電期間で統一することが好ましい。

上記構成では、各特定単位時間の境界において、充電運転から放電運転への切り替え、又はその逆の切り替えを行う必要がなくなるため、切替リレーの切替過多（切替回数の増加よるリレーの劣化。）や運転切替による時間的なロスの発生を回避することができ、より早く充電完了させることができるようになる。

上記特定単位時間設定部は、上記特定単位時間を連続して複数設定し、上記充放電切替部は、ある特定単位時間の充電期間と、他の特定単位時間の充電期間とを、互いに異なる第１蓄電池を充電するための期間として設定することが好ましい。

上記構成では、複数の第１蓄電池を充電することができる。

上記充放電切替部は、上記充電期間を複数の第１蓄電池それぞれを充電するための期間としてさらに時分割することが好ましい。

上記構成では、複数の第１蓄電池を充電することができる。

上記特定単位時間における上記放電の電力量から上記充電の電力量を差し引いた実質供給電力量の要求値を受け付ける供給電力量受付部を備え、上記充放電切替部は、上記要求された実質供給電力量に基づき上記時分割の割合を設定することが好ましい。

上記構成では、状況に応じて充放電装置からの放電量の方が多くなるようにすることができる。

上記充放電制御装置を備え、上記充電と放電とを切り替えて実行する充放電装置を構成することもできる。また、上記充放電制御装置としてコンピュータを機能させるための充放電制御プログラムであって、上記各部としてコンピュータを機能させるための充放電制御プログラムを構成することもできる。

本発明の一態様によれば、装置のコストアップを回避しつつ、系統電力使用量の増加による電力料金の上昇やリベートの減額等の不都合の発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る充放電装置及びその周辺装置の構成を示すブロック図である。 上記充放電装置における充電及び放電の時間遷移を示すタイミングチャートである。 上記充放電装置の変形例における充電及び放電の時間遷移を示すタイミングチャートである。 上記充放電装置の変形例における充電及び放電の時間遷移を示すタイミングチャートである。 上記充放電装置の変形例における充電及び放電の時間遷移を示すタイミングチャートである。 上記充放電装置の変形例における充電及び放電の時間遷移を示すタイミングチャートである。 上記充放電装置の変形例における充電及び放電の時間遷移を示すタイミングチャートである。 上記充放電装置の変形例における充電及び放電の時間遷移を示すタイミングチャートである。 上記充放電装置の変形例における充電及び放電の時間遷移を示すタイミングチャートである。 上記充放電装置の変形例における充電及び放電の時間遷移を示すタイミングチャートである。

本発明の実施形態について図面に基づき説明すれば以下のとおりである。

図１のブロック図は、本実施形態の充放電装置１００及びその周辺装置の構成を示している。

電力系統１の電力は、分電盤２００を介して、例えば動力や照明などの負荷２２０へ供給される。

分電盤２００は、何れも図示しない、主幹ブレーカ、電力を各負荷２２０へ分岐させるための分岐ブレーカ、電力を充放電装置１００へ分岐させるための分岐ブレーカを備えている。さらに、分電盤２００は、負荷２２０及び充放電装置１００へ流れる電流を計測する電流センサ２１０を備えている。

充放電装置１００は、充放電回路１０、充放電制御装置２０、内蔵蓄電池３０（第２蓄電池、非車載蓄電池）、切替リレー４０、ＵＰＳ５１、入力部５２、操作部５３、通信部５４を備えている。

充放電回路１０は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１１、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２及び突入電流防止回路１３を備えている。これにより、充放電回路１０は、電力系統１側からの交流電力を直流電力に変換し、電動車両３００の車載蓄電池３１０（第１蓄電池）、又は充放電装置１００の内蔵蓄電池３０を充電する充電機能、及び車載蓄電池３１０又は内蔵蓄電池３０からの直流電力を交流電力に変換し、分電盤２００側へ放電する放電機能を有している。この放電機能は、いわゆる系統連系運転や自立運転を実現するための機能である。

なお、電動車両３００としては、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ：Plug in Hybrid Vehicle、ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、燃料電池自動車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）等が想定され、充放電装置１００が備えるＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）対応コネクタによって接続されることが好適である。

また、内蔵蓄電池３０に代えて充放電装置１００の外部に設けられた蓄電池を用いてもよい。この場合、当該蓄電池も充放電装置１００が備えるＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）対応コネクタによって接続されることが好適である。

切替リレー４０は、充放電回路１０を、車載蓄電池３１０と接続し内蔵蓄電池３０と絶縁する状態と、車載蓄電池３１０と絶縁し内蔵蓄電池３０と接続する状態とを切り替えるリレーである。このような切り替えを行うことから、車載蓄電池３１０と内蔵蓄電池３０とが接続されることはないため、車載蓄電池３１０と内蔵蓄電池３０との間にＤＣ／ＤＣコンバータを設ける必要がない。

なお、切替リレー４０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２と突入電流防止回路１３との間に設けられていてもよい。この場合、突入電流防止回路１３は、車載蓄電池３１０用と内蔵蓄電池３０用とが個別に設けられることになる。

ＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply）５１は、図示しない予備蓄電池を備え、電力系統１の停電などによって充放電装置１００に対する電力供給が絶たれた場合に、充放電装置１００を運転させるための電力を供給する電源装置である。

入力部５２は、上述した電流センサ２１０からの信号を受け、充放電制御装置２０へ供給するためのインターフェースであり、操作部５３は、ユーザによる充放電装置１００に対する操作を受け付けるインターフェースであり、通信部５４は、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネットなどのネットワークとの間で通信を行うためのインターフェースである。

なお、通信部５４は、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）に準拠し、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）と通信可能となっていることが好適である。

充放電制御装置２０は、車載蓄電池３１０及び内蔵蓄電池３０の充放電を実行すべく、これら車載蓄電池３１０及び内蔵蓄電池３０自体、充放電回路１０、切替リレー４０を制御するものである。

また、充放電制御装置２０は、特定単位時間設定部２１、充放電切替部２２及び供給電力量受付部２３として機能するとともに、時計２４を備えている。これにより、充放電制御装置２０は、車載蓄電池３１０の充電による電力使用と引き替えに、内蔵蓄電池３０の放電による分電盤２００側への電力供給を充放電回路１０に行わせる。

図２のタイミングチャートは、上記充電及び放電の時間遷移を示している。ここで、時刻ｔ１〜ｔ６は、系統電力使用量を計量すべき単位時間を区切る時刻である。なお、図２では、単位時間は固定間隔であることを想定しているが、これに限らず、単位時間は可変間隔であってもよい。本実施形態では、上記単位時間としてデマンド単位時間を想定し、時刻ｔ１〜ｔ６は、毎時の００分又は３０分であるものとする。

一般的に、電力料金は契約電力に応じて増減する。契約電力は、当月を含む過去１年間の各月の最大需要電力のうちで最も大きな値とされ、最大需要電力は、デマンド単位時間毎の平均使用電力のうち月間で最も大きい値とされる。

時刻ｔ２と時刻ｔ４との間の時間帯は、負荷２２０による電力使用量が比較的多いため、それに加えて車載蓄電池３１０を通常どおりに充電してしまうと、最大需要電力をより高い値に更新してしまうおそれのある高需要時間帯ｔａである。

ここで、特定単位時間設定部２１は、デマンド単位時間を区切る時刻ｔ１〜ｔ６、及び高需要時間帯ｔａを認識しており、その認識方式としては種々の態様が考えられるが、本実施形態では、例えば操作部５３又は通信部５４からの入力に基づき、特定単位時間設定部２１に予め記録されていることとする。

特定単位時間設定部２１は、高需要時間帯ｔａを認識し、時計２４が出力する時刻情報に基づき、高需要時間帯ｔａに含まれるデマンド単位時間ｔ２：ｔ３・ｔ３：ｔ４（時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の時間を「ｔ２：ｔ３」と表記し、他の時間もこれに準じて表記する。）それぞれを、特定単位時間と設定する。特定単位時間とは、車載蓄電池３１０の充電による電力使用と引き替えに、内蔵蓄電池３０の放電による分電盤２００側への電力供給を行うべき時間である。

各特定単位時間ｔ２：ｔ３・ｔ３：ｔ４において、車載蓄電池３１０を充電する必要がある場合、充放電切替部２２は、当該特定単位時間ｔ２：ｔ３・ｔ３：ｔ４を充電期間と放電期間とに時分割して上記充電及び放電を実行させるために、充放電回路１０、切替リレー４０、内蔵蓄電池３０及び車載蓄電池３１０を制御する。

具体的には、充電期間（図２では各特定単位時間ｔ２：ｔ３・ｔ３：ｔ４の後半。）においては、充放電切替部２２は、充放電回路１０が車載蓄電池３１０と接続し内蔵蓄電池３０と絶縁する状態となるように切替リレー４０を設定し、車載蓄電池３１０を充電可能な状態に設定し、充放電回路１０を、電力系統１側からの交流電力を直流電力に変換して電動車両３００の車載蓄電池３１０を充電するように設定する。

一方、放電期間（図２では各特定単位時間ｔ２：ｔ３・ｔ３：ｔ４の前半。）においては、充放電切替部２２は、充放電回路１０が内蔵蓄電池３０と接続し車載蓄電池３１０と絶縁する状態となるように切替リレー４０を設定し、内蔵蓄電池３０を放電可能な状態に設定し、充放電回路１０を、内蔵蓄電池３０からの直流電力を交流電力に変換して分電盤２００側へ放電するように設定する。

なお、高需要時間帯ｔａ以外の時間帯においては、充放電制御装置２０は、各部を上記充電期間と同じ状態とすることにより、通常の充電運転を実行させる。また、車載蓄電池３１０に対して必要な充電が完了した時点ｔｂにおいて、充放電制御装置２０は、充電運転を停止させる。

以上により、特定単位時間内において、系統電力使用量のうち、車載蓄電池３１０を充電することによる増分（「見かけ充電電力量」）をゼロにすることができる。その結果、系統電力使用量の増加により、最大需要電力をより高い値に更新してしまうリスクを低減し、電力料金の上昇等の不都合の発生を抑制することができる。

なお、見かけ充電電力量をゼロにするには、充電電力（−Ｘ［ｋＷ］）と放電電力（Ｘ［ｋＷ］）との絶対値が等しく、充電期間及び放電期間の長さが等しいことを要する。ただし、見かけ充電電力量を、ゼロにせずとも充電のみを実行する場合と比較して小さくすることができれば一定の効果を奏するといえる。

〔変形例１〕
車載蓄電池３１０及び内蔵蓄電池３０は、それぞれの定格電力付近で充電及び放電することが望まれる。なぜなら、そうすることにより充放電時間の短縮が可能となるからである。また、定格電力付近は効率が一般的に高くなる。ただし、これら定格電力は互いに異なる場合がある。

そこで、車載蓄電池３１０を充電する充電電力と、内蔵蓄電池３０が放電する放電電力とが異なる場合、充放電切替部２２は、相対的に高い方の電力に対応する期間を相対的に短くする。

具体的には、図３に示すように、車載蓄電池３１０の充電定格電力が−Ｙ［ｋＷ］であり、内蔵蓄電池３０の放電定格電力がＹ［ｋＷ］×α［％］（α＞１００）である場合、各特定単位時間内の充電期間よりも放電期間を短く設定すればよく、α［％］短くすることにより見かけ充電電力量をゼロにすることができる。なお、この場合、Ｘ＝Ｙであれば、充電完了時点ｔｂを図２の場合よりも早めることができる。

また、図４に示すように、車載蓄電池３１０の充電定格電力が−Ｚ［ｋＷ］であり、内蔵蓄電池３０の放電定格電力がＺ［ｋＷ］×β［％］（β＜１００）である場合、各特定単位時間内の放電期間よりも充電期間を短く設定すればよく、β［％］短くすることにより見かけ充電電力量をゼロにすることができる。

〔変形例２〕
上述したとおり、特定単位時間設定部２１は時計２４が出力する時刻情報に基づき特定単位時間を設定する。この時計２４が出力する時刻情報と、最大需要電力の算出の基準となる実際の単位時間を定める時刻情報とが異なる場合、具体的には例えば後者の時刻情報は電力系統１により電力を提供する事業者側が管理する時刻情報である場合がある。この場合、両者の時刻情報の間に誤差が生じる可能性がある。

そこで、図５に示すように、充放電切替部２２は、特定単位時間ｔ２：ｔ３の始点である時刻ｔ２とその前後の所定時間を含む期間、及び特定単位時間ｔ２：ｔ３の終点である時刻ｔ３（時刻ｔ３は後続する特定単位時間ｔ３：ｔ４の始点ともいえる。）とその前後の所定時間を含む期間を放電期間とし、これら放電期間の間の期間に充電期間を設ける。後続する特定単位時間ｔ３：ｔ４についても同様である。

これにより、上記誤差が生じていたとしても、上記実際の単位時間における見かけ充電電力量の不用意な増加を抑制することができる。

〔変形例３〕
図２の例では、充放電切替部２２は、特定単位時間において先に放電期間を設定し、次に充電期間を設定することとしていたが、図６に示すように、先に充電期間を設定し、次に放電期間を設定してもよい。そうすることにより、特定単位時間ｔ３：ｔ４において車載蓄電池３１０の充電が完了する場合には、図２の例よりも早く充電を完了させることができる。すなわち、図２の例では特定単位時間ｔ３：ｔ４の後半において充電が完了するのに対し、図６の例では特定単位時間ｔ３：ｔ４の前半において充電が完了することになる。

〔変形例４〕
図２の例では、充放電切替部２２は、先行する特定単位時間ｔ２：ｔ３から後続する特定単位時間ｔ３：ｔ４へ移行する際に、充電期間から放電期間への運転切替を行うこととなる。この運転切替による切替過多や時間的なロスの発生を回避するために、充放電切替部２２は、先行する特定単位時間ｔ２：ｔ３の後半と、後続する特定単位時間ｔ３：ｔ４の前半とを、図７に示すように放電期間に統一する、または図８に示すように放電期間に統一する。

これにより、切替リレー４０の切替過多によるリレーの劣化を抑制することもできる。また、運転切替による時間的なロスの発生を回避することができ、より早く車載蓄電池３１０の充電を完了させることができるようになる。

〔変形例５〕
複数の電動車両３００の各車載蓄電池３１０をほぼ同時並行で充電したい場合には、充電期間を各車載蓄電池３１０に割り当てる必要がある。

そのためには、図９に示すように、充放電切替部２２は、先行する特定単位時間ｔ２：ｔ３の充電期間と後続する特定単位時間ｔ３：ｔ４の充電期間とを、互いに異なる車載蓄電池３１０（Ａ車用、Ｂ車用）を充電するための期間として設定する。

また、図１０に示すように、充放電切替部２２は、各特定単位時間ｔ２：ｔ３・ｔ３：ｔ４…における充電期間を互いに複数の車載蓄電池３１０（Ａ車用、Ｂ車用）それぞれを充電するための期間としてさらに時分割する。

なお、対象の電動車両３００が３台以上の場合も上記に準じて対応可能である。

また、複数の電動車両３００の各車載蓄電池３１０に対する充放電を行う充放電装置においては、複数の電動車両３００のうちの一部のものに搭載された車載蓄電池３１０を内蔵蓄電池３０の代わりとして機能させることも可能である。

〔変形例６〕
充放電制御装置２０は、上述のとおり、見かけ充電電力量をゼロにする、あるいはゼロにせずとも充電のみを実行する場合と比較して小さくするように制御を行うものであるが、上記「充電のみを実行する場合と比較して小さくする」ことには、見かけ充電電力量をマイナスにする、すなわち車載蓄電池３１０を充電しつつも、特定単位時間における充放電の収支を放電過多にすることも含まれる。

そのために、充放電制御装置２０は、供給電力量受付部２３を備えていることが好ましい。供給電力量受付部２３は、操作部５３によるユーザからの操作入力、又はネットワーク２及び通信部５４を介してＨＥＭＳや他の機器から受信する情報入力（例えば、後述するデマンドレスポンスからの情報入力。）により、各特定単位時間における実質供給電力量の要求値を受け付ける。実質供給電力量とは、放電の電力量から充電の電力量を差し引いた電力量である。

特定単位時間における充放電の収支が供給電力量受付部２３が受け付けた実質供給電力量に一致する、又は近い値となるように、充放電切替部２２は、充電期間及び放電期間の時分割の割合を設定する。そのためには、充放電切替部２２において以下の連立方程式を解き、Ｔ１，Ｔ２を求めるようにすればよい。
・Ｔ１＋Ｔ２＝Ｔ
・（Ｐａ×（Ｔ１／６０）−Ｐａ×γ×（Ｔ２／６０））×２＝Ａ
ここで、
Ｔ１：放電期間［ｍｉｎ］
Ｔ２：充電期間［ｍｉｎ］
Ｔ：特定単位時間［ｍｉｎ］
Ｐａ：内蔵蓄電池３０の放電定格電力［ｋＷ］
γ：内蔵蓄電池３０の放電定格電力に対する車載蓄電池３１０の充電定格電力の割合［％］
Ａ：実質供給電力量［ｋＷ］
である。

〔変形例７〕
以下では、特定単位時間の設定に関する変形例について説明する。

（１）契約電力に近い電力を使用している時間帯
特定単位時間設定部２１は、使用電力が契約電力に近い又は契約電力を超える傾向を示している時間帯を高需要時間帯ｔａとし、この高需要時間帯ｔａに属する単位時間を特定単位時間とすることができる。

上記傾向を示している時間帯か否かを判断する方式としては様々な態様が考えられる。例えば、ある単位時間に着目したときに、その始点の使用電力、その直前の一定期間における使用電力の平均値、あるいはその直前の単位時間における使用電力の平均値が契約電力に近い（例えば、契約電力の８０％を超える電力。）場合、上記ある単位時間が属する時間帯は高需要時間帯ｔａであると判断する。

そのために、特定単位時間設定部２１は、入力部５２を介して電流センサ２１０からの信号を受け、この信号に基づきその時々の使用電力を認識する。あるいは、特定単位時間設定部２１は、通信部５４を介してＨＥＭＳ等の他の機器からの情報を受け、この情報に基づきその時々の使用電力を認識してもよい。

また、特定単位時間設定部２１は、操作部５３を介してユーザが入力した契約電力の値を記憶している。あるいは、特定単位時間設定部２１は、通信部５４を介してＨＥＭＳ等の他の機器から契約電力の値を取得してもよい。

（２）過去の学習に基づく電力使用量の多い時間帯
特定単位時間設定部２１は、過去の学習に基づき電力使用量の多い時間帯（例えば、契約電力の８０％を超える電力を使用している時間帯。）を高需要時間帯ｔａとし、この高需要時間帯ｔａに属する単位時間を特定単位時間とすることができる。

そのために、特定単位時間設定部２１は、日々の電力使用量を所定の時間間隔で記憶しておき、その記憶した情報を利用すればよい。利用する情報の期間は、例えば前日や直近の１週間、あるいは季節別の期間とすることが考えられる。

（３）でんき予報により電力使用量が多いと予報される時間帯
特定単位時間設定部２１は、電力会社が提供するでんき予報により電力使用量が多いと予報される時間帯を高需要時間帯ｔａとし、この高需要時間帯ｔａに属する単位時間を特定単位時間とすることができる。具体的には、電力供給可能量に対する電力使用見込みが特定のパーセンテージ（例えば、９０％。）を超える時間帯を高需要時間帯ｔａとすればよい。なお、でんき予報は一般的な需要傾向を示すものであるため、必ずしもでんき予報による電力使用量と充放電装置１００が設置されている家庭等における電力使用量とが同じ傾向を示すとは限らないが、ある程度の相関がみられることが多い。

（４）デマンドレスポンスによる節電要請を受けている時間帯
特定単位時間設定部２１は、デマンドレスポンスによる節電要請を受けている時間帯を高需要時間帯ｔａとし、この高需要時間帯ｔａに属する単位時間を特定単位時間とすることができる。

ここで、デマンドレスポンスによる節電要請とは、電力会社やヴァーチャルパワープラント（仮想発電所）が、電力使用量が多いときにユーザ宛に送るものである。この節電要請に対応して使用電力量を減らしたユーザは、電力会社等からインセンティブ報酬（リベート）を受け取ることができる。なお、デマンドレスポンスにおける単位時間は、上述した契約電力におけるデマンド単位時間とはその長さが異なっていたり、その長さが固定ではなく可変である場合もある。

節電要請は、電子メールによってユーザへ通知されるほか、インターネット経由でユーザの電気設備へ直接送られてくることも考えられる。電子メールにより通知された場合は、ユーザが操作部５３を操作して節電要請を受けている時間帯を充放電装置１００に入力することになる。一方、節電要請がデータとしてユーザの電気設備へ直接送られてくる場合は、通信部５４によって直接そのデータを受信してもよく、ＨＥＭＳを介して受信してもよい。

（５）ダイナミックプライシングにおける電力料金が高い時間帯
特定単位時間設定部２１は、ダイナミックプライシングにおける電力料金が高い時間帯（例えば、平均価格より高い時間帯、あるいは予め定めた設定価格より高い時間帯。）を高需要時間帯ｔａとし、この高需要時間帯ｔａに属する単位時間を特定単位時間とすることができる。

ここで、ダイナミックプライシングとは、時間帯毎にリアルタイムで電力料金が決定される仕組みである。なお、ダイナミックプライシングにおける単位時間は、上述した契約電力におけるデマンド単位時間とはその長さが異なっていたり、その長さが固定ではなく可変である場合もある。

ダイナミックプライシングにおける電力料金についても、電子メールによってユーザへ通知されるほか、インターネット経由でユーザの電気設備へ直接送られてくることも考えられ、上記節電要請に準じた対応となる。

〔内蔵蓄電池の充電タイミング〕
以上のとおり、本実施形態は、車載蓄電池３１０の充電による電力使用と引き替えに、内蔵蓄電池３０の放電による分電盤２００側への電力供給を行うべき特定単位時間を設定することにより、系統電力使用量の増加による電力料金の上昇やリベートの減額等の不都合の発生を抑制するものである。

ここで、内蔵蓄電池３０を充電する際にも、電力料金の上昇やリベートの減額等の不都合の発生を抑制するように配慮しなければならない。しかしながら、内蔵蓄電池３０は、車載蓄電池３１０とは異なり、特定の時点（例えば、電動車両の使用前。）までに充電しておく必要性が生じにくい蓄電池である。そのため、上記不都合を抑制しながら内蔵蓄電池３０を充電することは比較的容易であるといえ、上述した特定単位時間に該当しない時間に内蔵蓄電池３０を充電するようにすればよい。

具体例を挙げると、契約している電力料金体系に基づき夜間など電力料金が低い時間帯、あるいはダイナミックプライシングにおいて電力料金が低い時間帯（例えば、最も電力料金の低い時間帯や、平均と比較して電力料金が所定の割合以下の時間帯。）に内蔵蓄電池３０を充電するようにすればよい。

また、契約電力と比較して電力使用が十分少ない時間帯に内蔵蓄電池３０を充電するようにしてもよい。あるいは、デマンドレスポンスによる節電要請を受けていない時間帯に内蔵蓄電池３０を充電するようにしてもよい。

なお、車載蓄電池３１０の充電であっても、特定の時点までに充電しておく必要性が生じていない場合は、上記内蔵蓄電池３０を充電する場合と同じ基準で充電するようにしてもよい。

以上のような通常の充電を行うための制御は、充放電制御装置２０内に通常充電部（図示せず。）を設けてこの通常充電部が行うようになっておればよい。

〔変形例８〕
充放電制御装置２０の制御ブロック（特に、特定単位時間設定部２１、充放電切替部２２、供給電力量受付部２３。）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、充放電制御装置２０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。

上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

また、充放電制御装置２０の制御ブロック（特に、特定単位時間設定部２１、充放電切替部２２、供給電力量受付部２３。）は、必ずしも充放電装置１００に搭載されている必要はなく、例えばＨＥＭＳ等の外部機器から充放電装置１００を制御するようになっていてもよい。

本発明は上述した実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 電力系統、１０ 充放電回路、２０ 充放電制御装置、２１ 特定単位時間設定部、２２ 充放電切替部、２３ 供給電力量受付部、２４ 時計、３０ 内蔵蓄電池（第２蓄電池）、４０ 切替リレー、１００ 充放電装置、２００ 分電盤、３００ 電動車両、３１０ 車載蓄電池（第１蓄電池）

Claims (9)

1. 電力系統からの電力により第１蓄電池を充電する機能と、第２蓄電池の電力を電力系統側へ放電する機能とを備えた充放電装置を制御するための充放電制御装置において、
   上記充電による電力使用と引き替えに上記放電による電力系統側への電力供給を行うべき特定単位時間を設定する特定単位時間設定部と、
   上記特定単位時間を充電期間と放電期間とに時分割して上記充電及び放電を実行させる充放電切替部と、
   を備えることを特徴とする充放電制御装置。
2. 上記充放電切替部は、上記第１蓄電池を充電する充電電力と、上記第２蓄電池が放電する放電電力とが異なる場合、相対的に高い方の電力に対応する上記期間を相対的に短くすることを特徴とする請求項１に記載の充放電制御装置。
3. 上記充放電切替部は、上記特定単位時間の始点及びその前後を含む期間、並びに終点及びその前後を含む期間を上記放電期間とし、これら放電期間の間の期間に上記充電期間を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の充放電制御装置。
4. 上記特定単位時間設定部は、上記特定単位時間を連続して複数設定し、
   上記充放電切替部は、先行する特定単位時間の終期と、後続する特定単位時間の始期とを、上記充電期間又は放電期間で統一することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の充放電制御装置。
5. 上記特定単位時間設定部は、上記特定単位時間を連続して複数設定し、
   上記充放電切替部は、ある特定単位時間の充電期間と、他の特定単位時間の充電期間とを、互いに異なる第１蓄電池を充電するための期間として設定することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の充放電制御装置。
6. 上記充放電切替部は、上記充電期間を複数の第１蓄電池それぞれを充電するための期間としてさらに時分割することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の充放電制御装置。
7. 上記特定単位時間における上記放電の電力量から上記充電の電力量を差し引いた実質供給電力量の要求値を受け付ける供給電力量受付部を備え、
   上記充放電切替部は、上記要求された実質供給電力量に基づき上記時分割の割合を設定することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の充放電制御装置。
8. 請求項１から７の何れか１項に記載の充放電制御装置を備え、
   上記充電と放電とを切り替えて実行することを特徴とする充放電装置。
9. 請求項１から７の何れか１項に記載の充放電制御装置としてコンピュータを機能させるための充放電制御プログラムであって、上記各部としてコンピュータを機能させるための充放電制御プログラム。

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