JP2020202623A - 電力管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】車載バッテリと定置バッテリの双方を備えた場合に、各バッテリの有効活用しながら、商用電源からの受電電力を目標に抑える。【解決手段】車載バッテリ１と定置バッテリ２と商用電源とが負荷に接続された電源系統で、車載バッテリ１と定置バッテリ２の充放電電力を制御して、商用電源からの受電電力を制御する制御装置１６を備えた電力管理システムとする。ここで、車載バッテリ１および定置バッテリ２は、商用電源の受電点１１より末端側の商用電源に、電力変換装置４，５を介して接続され、制御装置１６は、車載バッテリ１の充電状態に応じて、車載バッテリ１と定置バッテリ２との充電電力と放電電力の電力配分を決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、電力管理システムに関する。

災害時のＢＣＰ（Business Continuity Plan）対応のため、建物へ蓄電システムを導入する事例が増えてきている。このようなシステムでは、平常時には蓄電システムの充放電により、商用電源から建物に受電される電力のピーク値を抑制することで、契約電力を抑えて電気料金を低減する機能が求められている。一方で、近年は電気自動車の普及が始まっており、電気自動車に搭載された蓄電池の有効活用が期待されている。

特許文献１には、車載蓄電池と定置型蓄電池のどちらに充電または放電するかを、それぞれの充電状態により決定する電力供給システムが開示されている。また、特許文献１には、車載蓄電池と定置型蓄電池を優先順位に対応付けられた応答時間で充電量または放電量を変更することで、車載蓄電池と定置型蓄電池を同時に充電／放電できる電力供給システムが開示されている。

特開２０１８−１９５７５号公報

特許文献１に記載された電力供給システムでは、車載蓄電池と定置型蓄電池のどちらかに充電または放電する場合は、車載蓄電池と定置型蓄電池を同時に充電または放電できないため、両者を合計した最大電力が得られないという課題があった。また、車載蓄電池と定置型蓄電池を優先順位に対応付けられた応答時間で充電量または放電量を変更する場合、車載蓄電池の充電目標値を考慮したものではなく、充電目標値より高い充電状態の車載蓄電池を充放電して有効に活用することは難しいという課題があった。

すなわち、定置型蓄電池の場合には、太陽光発電等からの発電電力の有効活用や、夜間等に蓄電して日中のピーク電力を削減する等の、設置目的に応じて充放電状態を設定するようにしている。一方、車載蓄電池の場合には、通常は車としての蓄電池の利用が優先され、ある程度の充電電力を車としての走行用に確保した上で、一部の充電容量を商用電源の受電電力の平準化等に利用されている。したがって、車載蓄電池を電力系統に接続した場合に、車載蓄電池が有効活用されているとは言えない状況であった。

本発明は、車載バッテリと定置バッテリの双方を備えた場合における、それぞれのバッテリの有効活用しながら、商用電源からの受電電力を目標に抑えることができる電力管理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、車載バッテリと定置バッテリと商用電源とが負荷に接続された電源系統で、車載バッテリと定置バッテリの充放電電力を制御して、商用電源からの受電電力を制御する制御装置を備えた電力管理システムに適用したものである。
そして、車載バッテリおよび定置バッテリは、商用電源の受電点より末端側の商用電源に、電力変換装置を介して接続され、制御装置は、車載バッテリの充電状態に応じて、車載バッテリと定置バッテリとの充電電力と放電電力の電力配分を決定することを特徴とする。

本発明によれば、車載バッテリを受電電力の制御に活用しつつ、充電目標値まで充電し、かつ余分に充電することを防止した電力管理システムを提供することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施の形態例に係るシステム全体の概略構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例に係る監視システムのハードウェアの例を示す構成図である。 本発明の第１の実施の形態例に係る電力変換装置の例を示す構成図である。 本発明の第１の実施の形態例による車載バッテリの充電状態に応じて、車載バッテリと定置バッテリの電力配分を決定する処理例を示す特性図である。 本発明の第１の実施の形態例による車載バッテリの充電状態と充電目標値との大小関係に基づく必要充電電力と必要放電電力の配分優先順位を示す図である。 本発明の第２の実施の形態例に係るシステム全体の概略構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態例による複数の車載バッテリの充電状態と、それぞれの充電目標値との大小関係に基づく必要充電電力と必要放電電力の配分優先順位を示す図である。

［１．第１の実施の形態例］
以下、本発明の第１の実施の形態例を、図１〜図５を参照して説明する。

［１−１．全体構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態例の電力管理システムの概略構成図である。
建物８は商用電源の電力系統１０から受電点１１で受電し、建物８内の負荷９に給電している。受電点１１より末端側の商用電源には、この負荷９の他に、車両（電気自動車）３に搭載された車載バッテリ１に接続された電力変換装置４と、定置バッテリ２に接続された電力変換装置５と、太陽電池７に接続された電力変換装置６とが接続されている。なお、車両３は、建物８の規定の駐車スペースに駐車したときに、図１に示すように車載バッテリ１が電力変換装置４に接続される。したがって、車両３の走行時には、車載バッテリ１は図１に示す商用電源の系統から外れる。

電力センサ１２は、商用電源の電力系統１０からの受電電力を検出する。電力センサ１３は、負荷９で消費される需要電力を検出する。電力センサ１４は、電力変換装置６から出力される太陽光発電電力を検出する。これらの電力センサ１２〜１４は、制御装置１６に接続されている。また制御装置１６は、インターネット１５と、電力変換装置４と、電力変換装置５に接続されている。

制御装置１６は、車載バッテリ１と定置バッテリ２の充放電電力を制御し、電力センサ１２で検出している商用電源の電力系統１０からの受電電力を制御する。具体的には、まず過去に電力センサ１３で測定した需要電力と、電力センサ１４で測定した太陽光発電電力と、インターネット１５から入力した気象予報等を用いて、需要電力と太陽光発電電力を予測する。この予測結果と、電力変換装置４から入力した車載バッテリ１の容量や充電状態、および電力変換装置５から入力した定置バッテリ２の容量や充電状態等の情報を用いて、制御装置１６は受電電力計画値を決定する。そして、受電電力を受電電力計画値に近づけるように、車載バッテリ１と定置バッテリ２から放電すべき必要放電電力、または車載バッテリ１と定置バッテリ２へ充電すべき必要充電電力を決定する。

この受電電力計画値は、例えば受電電力のピーク値を抑制するよう決定するか、または時間帯ごとの電力量単価を考慮して電気料金を低減するよう決定すればよい。また、必要放電電力や必要充電電力は、受電電力の計測値と受電電力計画値との偏差をゼロに近づける制御系の操作量として決定してもよい。あるいは、必要放電電力や必要充電電力は、受電電力の計測値を積算して求まる所定時間（例えば３０分間）の受電電力量を、受電電力計画値を積算して求めた受電電力量計画値に合わせるように決定してもよい。

制御装置１６は、このようにして決定した必要放電電力または必要充電電力を分配し、車載バッテリ１と定置バッテリ２に割り当てる。そして、車載バッテリ１と定置バッテリ２の放電電力または充電電力を決定する。この決定に当たっては、車載バッテリ１の充電状態に応じて、車載バッテリ１と定置バッテリ２の電力配分を行う。

このように制御装置１６で決定した車載バッテリ１と定置バッテリ２の充放電電力は、それぞれの電力指令値として電力変換装置４と電力変換装置５に伝達される。電力変換装置４と電力変換装置５は、商用電源に入出力する電力がそれぞれ受信した電力指令値になるように、車載バッテリ１と定置バッテリ２の充放電を制御する。

［１−２．ハードウェア構成例］
図２は、図１に示す制御装置１６をコンピュータ装置１００で構成した場合のハードウェア構成例を示す。
図２に示すコンピュータ装置１００は、バスにそれぞれ接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、およびＲＡＭ（Random Access Memory）１０３を備える。さらに、コンピュータ装置１００は、不揮発性ストレージ１０４、ネットワークインタフェース１０５、入力装置１０６、および表示装置１０７を備える。

ＣＰＵ１０１は、制御装置１６での制御処理を実行するソフトウェアのプログラムコードをＲＯＭ１０２から読み出して実行する演算処理部である。
ＲＡＭ１０３には、演算処理の途中に発生した変数やパラメータ等が一時的に書き込まれる。

入力装置１０６には、例えば、キーボード、マウスなどが用いられる。
表示装置１７は、例えば、０液晶ディスプレイモニタであり、この表示装置１０７によりコンピュータ装置で実行される計算処理の結果が表示される。

不揮発性ストレージ１０４には、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの大容量情報記憶媒体が用いられる。不揮発性ストレージ１０４には、制御装置１６が実行する制御機能についてのプログラムが記録される。

ネットワークインタフェース１０５には、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）などが用いられる。ネットワークインタフェース１０５は、ＬＡＮ（Local Area Network）、専用線などを介して外部と各種情報の送受信を行う。

なお、制御装置１６を図２に示すコンピュータ装置１００で構成するのは一例であり、コンピュータ装置以外のその他の演算処理装置で構成してもよい。例えば、制御装置１６が行う機能の一部又は全部を、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェアによって実現してもよい。

［１−３．電力変換装置の構成］
図３は、電力変換装置４，５の構成を示す。
電力変換装置４，５は、一方が端子２４に接続されたＤＣ−ＤＣ変換器２１と、ＤＣ−ＤＣ変換器２１の他方と端子２５との間に接続されたＤＣ−ＡＣ変換器２２と、これらＤＣ−ＤＣ変換器２１とＤＣ−ＡＣ変換器２２を制御する制御回路２３を備えている。ＤＣ−ＤＣ変換器２１は、直流電圧を変換するものであり、ＤＣ−ＡＣ変換器２２は、直流電圧を交流電圧への変換、あるいは交流電圧から直流電圧への変換を行うものである。

端子２４は、車載バッテリ１や定置バッテリ２に接続され、端子２５は、商用電源に接続される。また、端子２６は車両３の制御系や定置バッテリ２のコントローラに接続され、端子２７は電力管理システムの制御装置１６に接続される。
制御回路２３は、端子２７を介して制御装置１６に車載バッテリ１や定置バッテリ２の容量や充電状態を伝達する。また、制御回路２３は、制御装置１６から端子２７を介して受信した電力指令値に基づいて、ＤＣ−ＤＣ変換器２１とＤＣ−ＡＣ変換器２２を制御して、車載バッテリ１や定置バッテリ２の充放電を制御する。このようにして、制御回路２３は、端子２５から商用電源に入出力する電力が、制御装置１６から指示された電力指令値に合うよう制御する。

［１−４．電力配分の決定処理］
次に、図４を用いて、制御装置１６が、車載バッテリ１の充電状態に応じて、車載バッテリ１と定置バッテリ２の電力配分を決定する方法を説明する。
図４のグラフの横軸の（ａ１）〜（ａ１０）は，それぞれ期間ａ１〜期間ａ１０を表している。

図４（Ａ）の電力Ｐgc_rは決定した受電電力計画値、電力Ｐldは需要電力、電力Ｐpvは太陽光発電電力を表す。
図４（Ｂ）の電力Ｐrqは必要充放電電力、電力Ｐstは後述する電力Ｐev（図４（Ｃ））と電力Ｐbt（図４（Ｄ））の合計を表している。なお、図４（Ｂ）に示す必要充放電電力Ｐrqは、受電電力を受電電力計画値Ｐgc_rに合わせるために必要なものであり、車載バッテリ１や定置バッテリ２が放電する向きを正として示す。

図４（Ｃ）の電力Ｐevは電力変換装置４から商用電源に入出力する電力であり、車載バッテリ１の放電、すなわち電力変換装置４から商用電源に出力する向きを正として示す。
図４（Ｄ）の電力Ｐbtは電力変換装置５から商用電源に入出力する電力であり、定置バッテリ２の放電、すなわち電力変換装置５から商用電源に出力する向きを正として示す。
なお、図４（Ｃ）の電力値ＰevHmおよびＰevJmは、それぞれ電力Ｐevの最大放電電力および最大充電電力である。また、図４（Ｄ）の電力値ＰbtHmおよびＰbtJmは、それぞれ電力Ｐbtの最大放電電力および最大充電電力である。これらの最大放電電力や最大充電電力は、それぞれのバッテリや電力変換装置の仕様に依存する。

図４（Ｅ）の電力Ｓevは車載バッテリ１の充電状態（充電残量）を示す。
図４（Ｆ）の電力Ｓbtは定置バッテリ２の充電状態（充電残量）を示す。
図４（Ｅ），（Ｆ）に示す充電状態とは、完全放電状態を０、満充電状態を１として、バッテリの状態を表すものである。なお、バッテリは、充電状態の利用範囲に上限や下限を設けて、充電状態が０や１に達しないようにして運用することがある。本実施の形態例の場合にも、充電状態は０や１にはならいない例を示す。

図４（Ｅ）に示す電力量ＳevHおよびＳevLは、それぞれ車載バッテリ１の充電状態Ｓevの利用範囲の上限および下限を表している。また、図４（Ｆ）に示す電力量ＳbtHおよびＳbtLは、それぞれ定置バッテリ２の充電状態Ｓbtの利用範囲の上限および下限を示す。
さらに、図４（Ｅ）に示す電力量ＳevRは、車載バッテリ１の充電目標値を表している。この充電目標値は、車載バッテリ１をどの程度の充電状態まで充電しておくかの目安となる設定値であり、車両３の使用者が設定してもよいし、建物８の管理者が設定してもよい。例えば、充電量に応じて車両３の使用者に料金が課金されるシステムでは車両３の使用者が設定し、車両３が従業員の通勤に用いる自動車の場合には従業員を雇用している会社側が設定する等の運用方法が考えられる。

制御装置１６は、電力配分を決定する際に、まず必要充放電電力Ｐrqを求める。事前に受電電力計画値Ｐgc_rを検討する段階においては、受電電力と太陽光発電電力と充放電電力の和が需要電力となるため、ある受電電力計画値Ｐgc_rを設定したときに、受電電力を受電電力計画値Ｐgc_rに合わせるために必要な充放電電力Ｐrqは、次式で求める。
必要充放電電力Ｐrq＝需要電力Ｐld
−受電電力計画値Ｐgc_r
−太陽光発電電力Ｐpv
ここで、需要電力Ｐldおよび太陽光発電電力Ｐpvは、日付や時刻、平日か休日かといった情報や、気象予報等の情報を用いて求めた需要電力予測値や太陽光発電電力予測値を用いる。

また、実際に受電電力が受電電力計画値Ｐgc_rに合うように制御する段階においては、例えば受電電力と受電電力計画値Ｐgc_rとの偏差がゼロになるように必要充放電電力Ｐrqを求めればよい。具体的には、受電電力が受電電力計画値Ｐgc_rに満たない場合には、充電電力を大きくする、または放電電力を小さくするよう必要充放電電力Ｐrqを負の方向に変化させる。逆に、受電電力が受電電力計画値Ｐgc_rを超過している場合には、充電電力を小さくする、または放電電力を大きくするよう必要充放電電力Ｐrqを正の方向に変化させればよい。

また，図４では、受電電力計画値Ｐgc_rを一定の値としたが、電力供給業者との契約内容や、他の負荷の運用状況等を考慮して、時間とともに変化させてもよい。
このようにして求めた必要充放電電力Ｐrqを、車載バッテリ１が接続された電力変換装置４の電力Ｐevと、定置バッテリ２が接続された電力変換装置５の電力Ｐbtに配分する。以下、図４に示すそれぞれの期間ごとに配分方法を説明する。

＜期間ａ１の処理＞
図４（Ｂ）に示す必要充放電電力Ｐrqは負であり、このときの必要な電力は充電になる。ここで図４（Ｅ）に示すように、車載バッテリ１の充電状態Ｓevが充電目標値ＳevRより低いため、必要充放電電力（充電電力）Ｐrqを車載バッテリ１の充電電力Ｐevに優先的に割り当てている。この期間では、必要充放電電力（充電電力）Ｐrqを車載バッテリ１の充電電力Ｐevで処理できるため、定置バッテリ２の充電電力Ｐbtはゼロである。したがって、期間ａ１では、車載バッテリ１が充電状態になり、定置バッテリ２は停止状態になる。

＜期間ａ２の処理＞
期間ａ２では、引き続き図４（Ｂ）に示す必要充放電電力Ｐrqは負であるが、充電方向に増加している。ここで、図４（Ｅ）に示す車載バッテリ１の充電状態Ｓevが充電目標値ＳevRより低いため、必要充放電電力（充電電力）Ｐrqを車載バッテリ１の充電電力Ｐevに引き続き優先的に割り当てる。そして、充電電力Ｐevを最大充電電力ＰevJmに設定しても処理しきれない分を、定置バッテリ２の充電電力Ｐbtに割り当てている。したがって期間ａ２では、車載バッテリ１が最大電力で充電し、定置バッテリ２も充電状態になる。

＜期間ａ３の処理＞
期間ａ３では、図４（Ｅ）の車載バッテリ１の充電状態Ｓevが充電目標値ＳevRをわずかに超える。このとき、必要充放電電力（充電電力）Ｐrqを定置バッテリ２の充電電力Ｐbt（図４（Ｄ）参照）に優先的に割り当てる。ここでは、必要充放電電力（充電電力）Ｐrqを充電電力Ｐbtで処理できるため、図４（Ｃ）に示す車載バッテリ１の充電電力Ｐevはゼロとなる。したがって期間ａ３では、車載バッテリ１は停止し、定置バッテリ２は充電状態となる。

＜期間ａ４の処理＞
期間ａ４では、図４（Ｂ）の必要充放電電力Ｐrqが充電方向に更に増加している。ここでは、車載バッテリ１の充電状態Ｓevが充電目標値ＳevRを超えているため、引き続き必要充放電電力（充電電力）Ｐrqを定置バッテリ２の充電電力Ｐbt（図４（Ｄ）参照）に優先的に割り当てる。そして、充電電力Ｐbtを最大充電電力ＰbtJmに設定しても処理しきれない分を、車載バッテリ１の充電電力Ｐevに割り当てている。すなわち、期間ａ４では、定置バッテリ２が最大電力で充電状態となり、車載バッテリ１も充電状態となる。したがって、この期間ａ４では、車載バッテリ１の充電状態Ｓevは、充電目標値ＳevRより高く上昇していく。

＜期間ａ５の処理＞
期間ａ５では、図４（Ｅ）に示す定置バッテリ２の充電状態Ｓbtが上限ＳbtHに達し、定置バッテリ２の充電が停止し、必要充放電電力（充電電力）Ｐrqは車載バッテリ１の充電電力Ｐev（図４（Ｃ）参照）に割り当てられる。このとき，充電電力Ｐevを最大充電電力ＰevJmに設定しても、必要充放電電力（充電電力）Ｐrqを処理しきれない。このため、図４（Ｃ）の電力Pevと図４（Ｄ）の電力Pbtの合計となる電力Ｐstを、必要充電電力（充電電力）Ｐrqに維持することはできなくなっている。したがって、この期間ａ５では、定置バッテリ２が停止し、車載バッテリ１は最大電力で充電状態となる。

＜期間ａ６の処理＞
期間ａ６では、図４（Ｂ）の必要充放電電力（充電電力）Ｐrqが減少している。ここでは、図４（Ｆ）の定置バッテリ２の充電状態Ｓbtが上限ＳbtHに達しているため、必要充電電力（充電電力）Ｐrqは車載バッテリ１の充電電力Ｐevに割り当てられる。この期間ａ６では、定置バッテリ２が停止し、車載バッテリ１が充電状態となる。

＜期間ａ７の処理＞
期間ａ７では、図４（Ｂ）の必要充放電電力Ｐrqが正に変化し、必要充放電電力Prqは放電となっている。ここで、車載バッテリ１の充電状態Ｓevが充電目標値ＳevRを超えているため、必要放電電力（放電電力）Ｐrqを車載バッテリ１の放電電力Ｐevに優先的に割り当ている。必要充放電電力（放電電力）Ｐrqを車載バッテリ１の放電電力Ｐevで処理できるため、定置バッテリ２の放電電力Ｐbtはゼロである。したがって、期間ａ７では、車載バッテリ１が放電し，定置バッテリ２は停止状態となる。

＜期間ａ８の処理＞
期間ａ８では、図４（Ｂ）の必要充放電電力Ｐrqは正のまま引き続き放電方向に増加している。ここでは、車載バッテリ１の充電状態Ｓevが充電目標値ＳevRを超えているため、引き続き必要充放電電力（放電電力）Ｐrqを車載バッテリ１の放電電力Ｐevに優先的に割り当てている。そして、車載バッテリ１の放電電力Ｐevを最大放電電力ＰevHmに設定しても処理しきれない分を、定置バッテリ２の放電電力Ｐbtに割り当てている。したがって、期間ａ８では、車載バッテリ１が最大電力で放電し、定置バッテリ２も放電状態となる。

＜期間ａ９の処理＞
期間ａ９では、図４（Ｅ）の車載バッテリ１の充電状態Ｓevが充電目標値ＳevRをわずかに下回る状態になる。このとき、必要充放電電力（放電電力）Ｐrqを定置バッテリ２の放電電力Ｐbtに優先的に割り当てる。ここでは、必要充放電電力（放電電力）Ｐrqを定置バッテリ２の放電電力Ｐbtで処理できるため、車載バッテリ１の放電電力Ｐevはゼロとなる。したがって、期間ａ９では、車載バッテリ１は停止し、定置バッテリ２は放電状態となる。

＜期間ａ１０の処理＞
期間ａ１０では、図４（Ｂ）の必要充放電電力Ｐrqが放電方向に更に増加している。ここでは、車載バッテリ１の充電状態Ｓevが充電目標値ＳevRを下回っているため、必要充放電電力（放電電力）Ｐrqを定置バッテリ２の放電電力Ｐbtに引き続き優先的に割り当てる。そして、放電電力Ｐbtを最大放電電力ＰbtHmに設定しても処理しきれない分を、車載バッテリ１の放電電力Ｐevに割り当てている。したがって、期間ａ１０では、定置バッテリ２が最大電力で放電し、車載バッテリ１も放電状態となる。車載バッテリ１の充電状態Ｓevは、充電目標値ＳevRを下回り低下していく。

なお，車載バッテリの充電状態を充電目標値以上に保ちたい場合には、車載バッテリ１の充電状態Ｓevが充電目標値ＳevRに満たないとき、車載バッテリ１から放電しないようにすればよい。

以上のように，制御装置１６は、図４（Ｅ）に示す車載バッテリ１の充電状態Ｓevを充電目標値ＳevRと比較し、優先順位の高い方のバッテリに優先的に必要充放電電力（放電電力）Ｐrqを割り当てて、処理しきれない必要充放電電力（放電電力）Ｐrqを他方のバッテリに割り当てる。なお、車載バッテリ１の充電状態Ｓevが充電目標値ＳevRとほぼ一致しているときに、優先順位が頻繁に切り替わって動作が不安定になる現象を解消するためには、比較時にヒステリシスを設けて設定すればよい。

図５は、車載バッテリ１の充電状態Ｓevと充電目標値ＳevRとの大小関係に基づく必要充電電力と必要放電電力の配分優先順位を表している。図５に示すように、車載バッテリ１の充電状態Ｓevが充電目標値ＳevRに満たない場合には、必要充放電電力が充電方向の場合は車載バッテリ１に優先的に配分し、必要充放電電力が放電方向の場合は定置バッテリ２に優先的に配分する。一方、車載バッテリ１の充電状態Ｓevが充電目標値ＳevRを超える場合には、必要充放電電力が充電方向の場合は定置バッテリ２に優先的に配分し、必要充放電電力が放電方向の場合は車載バッテリ１に優先的に配分する。

なお、実施の形態例では、優先順位の高い方のバッテリに優先的に電力を割り当てて、処理しきれない分を他方のバッテリに割り当てる動作を説明したが、優先順位の高い方のバッテリに余裕があるときには、全ての電力を割り当てなくてもよい。例えば、優先順位が低い方のバッテリに電力を割り当てるようにしてもよく、優先順位が高い方のバッテリに、優先順位が低い方のバッテリよりも大きな電力を割り当てるようにしてもよい。
また、実施の形態例では、電力指令値を電力変換装置の交流側すなわち商用電源に入出力する電力としたが、力変換装置の効率を考慮して、力変換装置の直流側すなわちバッテリの電力を指令するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態例の電力管理システムでは、車載バッテリ１が充電目標値に達していない場合には車載バッテリ１を優先的に充電し、充電目標値に達した後は定置バッテリ２を優先的に充電するようになる。一方で、車載バッテリ１が充電目標値まで充電完了した状態でも、定置バッテリ２に充電しきれない分は車載バッテリ１に充電し、かつ放電については車載バッテリ１から優先的に実施するようにする。これにより、車載バッテリ１の充電が速やかに完了する。また、車両３の外出により不在になる可能性がある車載バッテリ１に余分に充電することを抑制しつつ、車載バッテリ１を充放電して受電電力制御に利用することができるようになる。

なお、車載バッテリ１が充電目標値より低い充電状態では、定置バッテリ２から優先的に放電するが、このとき車載バッテリ１からも放電するか否かについては、車載バッテリ１の充電状態を充電目標値以上に維持することが要求されるかどうかにより決めればよい。

［２．第２の実施の形態例］
次に、本発明の第２の実施の形態例を、図６〜図７を参照して説明する。この図６〜図７において、第１の実施の形態例で説明したものと同一箇所には同一符号を付し、重複説明を省略する。

［２−１．全体構成］
図６は、本発明の第２の実施の形態例の電力管理システムの概略構成図である。
本実施の形態例では、第１の実施の形態例の電力管理システム（図１）と比較して、車両が２台になっている点が異なる。すなわち、受電点１１より末端側の商用電源には、負荷９の他に、定置バッテリ２に接続された電力変換装置５と、太陽電池７に接続された電力変換装置６とが接続されている点は、図１に示す第１の実施の形態例の電力管理システムと同じである。そして、図６に示す構成の場合には、受電点１１より末端側の商用電源に、さらに、車両３ａに搭載された車載バッテリ１ａに接続された電力変換装置４ａと、車両３ｂに搭載された車載バッテリ１ｂに接続された電力変換装置４ｂとが接続されている。

電力センサ１２が商用電源の電力系統１０からの受電電力を検出し、電力センサ１３が負荷９で消費される需要電力を検出し、電力センサ１４が電力変換装置６から出力される太陽光発電電力を検出している点は、第１の実施の形態例と同じである。これらの電力センサ１２〜１４は、制御装置１７に接続されている。また、制御装置１７は、インターネット１５と、電力変換装置５と、電力変換装置４ａと、電力変換装置４ｂとに接続されている。

制御装置１７は、２つの車載バッテリ１ａ，１ｂと、定置バッテリ２の充放電電力を制御し、電力センサ１２で検出している商用電源の電力系統１０からの受電電力を制御する。制御装置１７が、過去に測定した需要電力と太陽光発電電力と、インターネット１５から入力した気象予報等を用いて需要電力と太陽光発電電力を予測する点は、第１の実施の形態例の制御装置１６と同様である。
制御装置１７は、この予測結果と、電力変換装置４ａから入力した車載バッテリ１ａの容量や充電状態、電力変換装置４ｂから入力した車載バッテリ１ｂの容量や充電状態、並びに電力変換装置５から入力した定置バッテリ２の容量や充電状態等の情報を用いて、受電電力計画値を決定する。

制御装置１７は、受電電力を受電電力計画値に近づけるように、車載バッテリ１ａと車載バッテリ１ｂと定置バッテリ２から放電すべき必要放電電力、または車載バッテリ１ａと車載バッテリ１ｂと定置バッテリ２へ充電すべき必要充電電力を決定する。そして、制御装置１７は、車載バッテリ１ａと車載バッテリ１ｂの充電状態に応じて必要充放電電力を分配し、車載バッテリ１ａと車載バッテリ１ｂと定置バッテリ２それぞれの充放電電力を決定する。このように決定したそれぞれ充放電電力は、それぞれの電力指令値として電力変換装置４ａと電力変換装置４ｂと電力変換装置５とに伝達される。そして、電力変換装置４ａと電力変換装置４ｂと電力変換装置５とは、商用電源に入出力する電力がそれぞれ受信した電力指令値になるように、車載バッテリ１ａと車載バッテリ１ｂと定置バッテリ２の充放電を制御する。

［２−２．充放電の制御状態］
図７は、車載バッテリ１ａおよび１ｂの充電状態Ｓev1およびＳev2と、それぞれの充電目標値Ｓev1R及びＳev2Rとの大小関係に基づく必要充電電力と必要放電電力の配分優先順位を表している。ここで、ＥＶ１バッテリは、車両３ａの車載バッテリ１ａ、ＥＶ２バッテリは車両３ｂの車載バッテリ１ｂを表している。
車載バッテリ１ａ，１ｂともに充電状態が充電目標値を下回っている場合（Ｓev1＜Ｓev1R，Ｓev2＜Ｓev2R）には、必要充放電電力が充電方向のとき、車載バッテリ１ａ，１ｂに優先的に配分し、必要充放電電力が放電方向のとき、定置バッテリ２に優先的に配分する。また、車載バッテリ１ａ，１ｂともに充電状態が充電目標値を上回っている場合（Ｓev1＞Ｓev1R，Ｓev2＞Ｓev2R）には、必要充放電電力が充電方向のとき、定置バッテリ２に優先的に配分し、必要充放電電力が放電方向のとき、車載バッテリ１ａ，１ｂに優先的に配分する。

なお、車載バッテリ１ａと車載バッテリ１ｂとの間の優先順位は、両者の充電状態や充電目標値、車両３ａと車両３ｂの運行スケジュール等に基づいて決めればよい。例えば、充電状態が低い方の車載バッテリを優先的に充電し、充電状態が高い方の車載バッテリを優先的に放電するようにすればよい。または、充電目標値までの充電に要する電力量が大きい方の車載バッテリを優先的に充電し、充電目標値までの充電に要する電力量が小さい方の車載バッテリを優先的に放電する。さらにまた、充電目標値まで放電できる電力量が小さい方の車載バッテリを優先的に充電し、充電目標値まで放電できる電力量が大きい方の車載バッテリを優先的に放電してもよい。あるいは、車両の運行スケジュールを参照し、出発時間が早い方の車両に搭載された車載バッテリを優先的に充電し、出発時間が遅い方の車両に搭載された車載バッテリを優先的に放電するようにしてもよい。

図７において、車載バッテリ１ａの充電状態が充電目標値を下回っており、かつ車載バッテリ１ｂの充電状態が充電目標値を超えている場合（Ｓev1＜Ｓev1R，Ｓev2＞Ｓev2R）や、車載バッテリ１ａの充電状態が充電目標値を超えており、かつ車載バッテリ１ｂの充電状態が充電目標値を下回っている場合（Ｓev1＞Ｓev1R，Ｓev2＜Ｓev2R）、制御装置１７は、以下の優先順位で充電電力を配分する。
すなわち、必要充放電電力が充電方向の場合、制御装置１７は、優先順位１：充電目標値を下回っている充電状態の車載バッテリ、優先順位２：定置バッテリ、優先順位３：充電目標値を超えている充電状態の車載バッテリ、の順序で充電電力を配分する。
一方、必要充放電電力が放電方向の場合、制御装置１７は、優先順位１：充電目標値を超えている充電状態の車載バッテリ、優先順位２：定置バッテリ、優先順位３：充電目標値を下回っている充電状態の車載バッテリ、の順位で放電電力を配分する。

以上のように本実施の形態例の電力管理システムでは、複数の車両に搭載された車載バッテリが接続されたシステムにおいても、車載バッテリの充電を速やかに完了し、かつ車両の外出により不在になる可能性がある車載バッテリに余分に充電することを抑制しつつ、車載バッテリを充放電して、商用電源の受電電力制御を行うことができる。
なお、充電目標値より低い充電状態の車載バッテリから放電するか否かについては、第１の実施の形態例と同様に、車載バッテリの充電状態を充電目標値以上に維持することが要求されるかどうかにより決めればよい。

［３．変形例］
なお、本発明は、上述した各実施の形態例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した各実施の形態例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
例えば、第２の実施の形態例では、２台の車両３ａ，３ｂの車載バッテリ１ａ，１ｂを接続した例としたが、３台以上の車両に搭載された車載バッテリが接続された場合についても、第２の実施の形態例で説明した優先順位の決定処理を適用することができる。

また、図１〜図３の構成図では、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものだけを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

また、実施の形態例で説明した構成は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、光ディスク等の記録媒体に置くことができる。

１，１ａ，１ｂ…車載バッテリ、２…定置バッテリ、３，３ａ，３ｂ…車両、４，４ａ，４ｂ，５，６，２０…電力変換装置、７…太陽電池、８…建物、９…負荷、１０…電力系統、１１…受電点、１２〜１４…電力センサ、１５…インターネット、１６，１７…制御装置、２１…ＤＣ−ＤＣ変換器、２２…ＤＣ−ＡＣ変換器、２３…制御回路、２４〜２７…端子、１００…コンピュータ装置、１０１…中央制御ユニット（ＣＰＵ）、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、１０４…不揮発性ストレージ、１０５…ネットワークインタフェース、１０６…入力装置、１０７…表示装置

Claims (6)

1. 車載バッテリと定置バッテリと商用電源とが負荷に接続された電源系統で、前記車載バッテリと前記定置バッテリの充放電電力を制御して、前記商用電源からの受電電力を制御する制御装置を備える電力管理システムであって、
   前記車載バッテリおよび前記定置バッテリは、前記商用電源の受電点より末端側の前記商用電源に、電力変換装置を介して接続され、
   前記制御装置は、前記車載バッテリの充電状態に応じて、前記車載バッテリと前記定置バッテリとの充電電力と放電電力の電力配分を決定することを特徴とする
   電力管理システム。
2. 前記制御装置は、
   前記商用電源からの受電電力の望ましい値である受電電力計画値を持ち、
   前記受電電力を受電電力計画値に近づけるように、前記車載バッテリと前記定置バッテリからの必要放電電力、または前記車載バッテリと前記定置バッテリへの必要充電電力を決定し、
   前記必要放電電力または前記必要充電電力を前記車載バッテリと前記定置バッテリに割り当てるように、前記車載バッテリと前記定置バッテリの放電電力または充電電力を決定することを特徴とする
   請求項１に記載の電力管理システム。
3. 前記制御装置は、
   前記受電電力を積算した受電電力量を、前記受電電力計画値を積算した受電電力量計画値に近づけるように、前記必要放電電力または前記必要充電電力を決定することを特徴とする
   請求項２に記載の電力管理システム。
4. 前記制御装置は、
   前記車載バッテリの充電状態が充電目標値に満たない場合、充電電力を前記車載バッテリに優先的に配分し、放電電力を前記定置バッテリに優先的に配分し、
   前記車載バッテリの充電状態が前記充電目標値を超える場合、充電電力を前記定置バッテリに優先的に配分し、放電電力を前記車載バッテリに優先的に配分することを特徴とする
   請求項３に記載の電力管理システム。
5. 複数の車載バッテリが電力変換装置を介して受電点より末端側の前記商用電源に接続され、
   前記制御装置は、
   それぞれの充電目標値に満たない充電状態の前記車載バッテリ、前記定置バッテリ、前記それぞれの充電目標値を超えた充電状態の前記車載バッテリ、の順に優先順位が低くなるよう充電電力を配分し、
   前記それぞれの充電目標値を超えた充電状態の前記車載バッテリ、前記定置バッテリ、前記それぞれの充電目標値に満たない充電状態の前記車載バッテリ、の順に優先順位が低くなるよう放電電力を配分することを特徴とする
   請求項３に記載の電力管理システム。
6. 前記電力変換装置は、
   一方が前記車載バッテリまたは前記定置バッテリに接続されたＤＣ−ＤＣ変換器と、前記ＤＣ−ＤＣ変換器の他方と前記商用電源との間に接続されたＤＣ−ＡＣ変換器と、前記ＤＣ−ＤＣ変換器と前記ＤＣ−ＡＣ変換器を制御する制御回路とを備え、
   前記電力変換装置の前記制御回路は、前記制御装置からの電力指令値に基づき、前記車載バッテリまたは前記定置バッテリの充放電を制御することを特徴とする
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力管理システム。
   

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