JP2021044972A - Energy management system, charging system and charge/discharge management method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池を有する複数の移動体の充電を制御するエネルギーマネージメントシステム、充電システムおよび充放電管理方法に関する。 The present invention relates to an energy management system, a charging system, and a charge / discharge management method for controlling the charging of a plurality of mobile bodies having a storage battery.
近年、電気自動車の普及が進んでいる。今後、バス、トラックなどの業務用の車両の本格的な電気自動車化が進むと期待される。さらには、自動車だけでなく、電車、飛行機、船など移動体全般においても、蓄電池を備えて電気をエネルギーとして用いるものが増えていくことが期待される。 In recent years, electric vehicles have become widespread. In the future, it is expected that full-scale electric vehicles will be used for commercial vehicles such as buses and trucks. Furthermore, it is expected that not only automobiles but also all moving objects such as trains, airplanes, and ships will be equipped with storage batteries and use electricity as energy.
業務用の移動体が蓄電池を備える場合には、事業者は、多数の移動体の蓄電池を充電することになるため、電気料金などを考慮して充電スケジュールを決定する必要がある。特許文献1には、事業者が負担する費用、契約電力の超過の有無などを評価関数とし、契約電力評価関数が好適となるように充電スケジュールを作成する充電システムが開示されている。 When a mobile body for business use is equipped with a storage battery, the business operator needs to determine the charging schedule in consideration of electricity charges and the like because the storage battery of a large number of mobile bodies will be charged. Patent Document 1 discloses a charging system that uses the cost borne by the business operator, the presence or absence of excess of contracted power, and the like as evaluation functions, and creates a charging schedule so that the contracted power evaluation function becomes suitable.
しかしながら、上記従来の特許文献1に記載の技術によれば、運行計画など、計画を作成する際に予測された情報に基づいて充電スケジュールを決定しており、刻一刻と変化する最新の予報情報が考慮されていない。このため、契約電力の超過、移動体の蓄電池の充電量の不足といった事態が生じる不適切な充電スケジュールとなる可能性があるという問題点があった。 However, according to the technique described in the above-mentioned conventional patent document 1, the charging schedule is determined based on the information predicted at the time of creating the plan such as the operation plan, and the latest forecast information that changes from moment to moment. Is not taken into account. For this reason, there is a problem that the charging schedule may be inappropriate, which may cause a situation such as an excess of contract power or a shortage of the charge amount of the storage battery of the mobile body.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来に比べてより適切な充電スケジュールを作成することができるエネルギーマネージメントシステムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an energy management system capable of creating a more appropriate charging schedule as compared with the conventional one.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるエネルギーマネージメントシステムは、移動体が有する移動体用蓄電池を充電可能な複数の充電器の充電計画と、太陽光発電設備によって発電された電力を蓄電するとともに放電した電力を充電器へ供給可能な蓄電池の充放電計画とを含むシステム充放電計画を作成するエネルギーマネージメントシステムである。このエネルギーマネージメントシステムは、天候の予報を示す情報に基づいて太陽光発電設備の発電量を予測し、発電量の予測値と移動体の運行計画とに基づいて、システム充放電計画を作成する計画作成部と、更新された天候の予報を示す情報に基づいてシステム充放電計画を更新する計画更新部とを備える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the energy management system according to the present invention generates electricity by a charging plan of a plurality of chargers capable of charging a mobile storage battery and a photovoltaic power generation facility. It is an energy management system that creates a system charge / discharge plan that includes a charge / discharge plan for a storage battery that can store the stored power and supply the discharged power to the charger. This energy management system predicts the amount of power generated by the photovoltaic power generation facility based on the information indicating the weather forecast, and creates a system charge / discharge plan based on the predicted value of the amount of power generated and the operation plan of the moving object. It includes a creation unit and a plan update unit that updates the system charge / discharge plan based on the updated information indicating the weather forecast.
本発明によれば、従来に比べてより適切な充電スケジュールを作成することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that a more appropriate charging schedule can be created as compared with the conventional case.
以下に、本発明の実施の形態にかかるエネルギーマネージメントシステム、充電システムおよび充放電管理方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the energy management system, the charging system, and the charge / discharge management method according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる充電システムの構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態の充電システム1は、移動体用蓄電池を有する移動体の一例である車両5−1〜5−nを充電可能なシステムである。nは2以上の整数である。以下、車両5−1〜5−nを個別に区別しないときには、車両5とも記載する。以下、車両5がバスである例を説明するが、車両5は、バスに限らず、概ね規定の経路を走行するトラックまたは事業用の普通自動車などであってもよい。また、以下では、電気エネルギーを用いて移動する移動体の一例として車両5を例に挙げて説明するが、本実施の形態の充電システム1は、電車、飛行機、船など他の移動体の充電にも適用可能である。また、この移動体は、電気エネルギーだけで移動するものに限られず、電気エネルギーとガソリンなど他のエネルギー源との両方を併用して移動するものであってもよい。電気エネルギーを用いて移動する移動体は、一般に移動体用蓄電池を有し、蓄電池に蓄えられた電力を用いて移動する。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a charging system according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the charging system 1 of the present embodiment is a system capable of charging vehicles 5-1 to 5n, which is an example of a mobile body having a storage battery for the mobile body. n is an integer of 2 or more. Hereinafter, when the vehicles 5-1 to 5-n are not individually distinguished, the
車両5は移動体用蓄電池である蓄電池を備え、蓄電池に蓄えられた電力を用いて走行する。本実施の形態の充電システム1は、車両5の駐車場、車両5を管理する事業者における事業所、車両5のステーションなどに設置され、事業者が管理する車両5に搭載されている蓄電池を充電するシステムである。各車両5は運行計画にしたがって運行し、一日の運行が終了すると、充電システム1が設置された駐車場、事業所、ステーションなどに戻り、充電システム1により充電される。図1に示すように、充電システム1は、エネルギーマネージメントシステム(以下、EMSと略す)30、充電器10−1〜10−n、接続ユニット11−1〜11−n、蓄電池20、蓄電池パワーコンディショナー(以下、PCSと略す)21、太陽光発電設備22および発電量計測器23を備える。以下、充電器10−1〜10−n、接続ユニット11−1〜11−nを、個別に区別しないときには、それぞれ充電器10、接続ユニット11とも記載する。
The
充電システム1には、電力会社によって管理される電力系統2からトランス3を介して、3相交流電力が供給される。トランス3は、電力系統2から供給される3相交流電力の電圧を、充電システム1内で使用可能な電圧に変換して施設内電力系統4へ出力する。施設内電力系統4には、3相交流電力を使用する構内負荷6が接続されている。なお、ここでは、施設内電力系統4に構内負荷6が接続される例を示しているが、施設内電力系統4に構内負荷6が接続されていなくてもよい。電力会社によって管理される電力系統2を、以下、単に系統とも呼ぶ。なお、図1では、車両5およびトランス3も充電システム1内に示されているが、車両5およびトランス3は、充電システム1を主に構成するものではなく充電システム1に接続されるまたは接続可能なものである。なお、充電システム1を、車両5およびトランス3も含むものとして定義してもよい。
Three-phase AC power is supplied to the charging system 1 from the
充電器10−1〜10−nは、複数の移動体の一例である車両5−1〜5−nを充電可能な複数の充電器である。充電器10−1〜10−nは、3相交流電力を直流電力に変換する機能であるAC/DC(Alternating Current/Direct Current)変換機能を有する。充電器10−1〜10−nは、施設内電力系統4から供給される3相交流電力を、対応する接続ユニット11−1〜11−nを介して車両5から指定された電圧値の直流電力に変換する。車両5から指定された電圧値は、後述するように、接続ユニット11−1〜11−nを介して車両5から充電器10−1〜10−nで通知される情報に含まれる。充電器10−1〜10−nは、変換後の直流電力を、EMS30から指定された電力値で、それぞれに対応する接続ユニット11−1〜11−nを介して車両5に供給することにより車両5の蓄電池を充電することができる。なお、図1では、充電器10−1〜10−nにそれぞれ車両5−1〜5−nが接続された例を示しているが、事業者が管理する車両5の数は、一般には充電器10の数より多い。なお、車両5の数に特に制約はなく、充電器10の数と同じであっても異なっていてもよい。
The chargers 10-1 to 10-n are a plurality of chargers capable of charging vehicles 5-1 to 5-n, which is an example of a plurality of mobile bodies. The charger 10-1 to 10-n has an AC / DC (Alternating Current / Direct Current) conversion function, which is a function of converting three-phase AC power into DC power. The chargers 10-1 to 10-n transfer the three-phase AC power supplied from the facility power system 4 to the DC of the voltage value specified by the
接続ユニット11−1〜11−nは、充電スタンドとも呼ばれ、車両5の充電を行う際に車両5と接続するための接合ケーブルを有する。接合ケーブルは、電力を伝達する電源線としての機能と通信を行うための通信線としての機能とを有する。接続ユニット11−1−11−nは、接合ケーブルを介して車両5との間で通信を行うことができる。接続ユニット11−1〜11−nは、当該通信により、接続された車両5の蓄電池に関する情報を車両5から取得する。車両5に搭載されている蓄電池に関する情報は、充電の開始および終了を決定するための充電のオンオフ情報、蓄電池を充電する際に指定する電圧値、蓄電池の残量を示す残量情報であって充電率とも呼ばれるSOC(State Of Charge)などを含む。充電器10−1〜10−nは、接続ユニット11−1〜11−nを介して車両5から取得した情報のうち少なくとも一部を、EMS30へ送信する。本実施の形態では、充電器10−1〜10−nは、車両5から取得した、蓄電池のSOCをEMS30へ通知することとする。
The connection units 11-1 to 11-n are also called charging stands, and have a joining cable for connecting to the
太陽光発電設備22は、太陽光を電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを直流電力として出力することができる。太陽光発電設備22により発電された電力量である発電量は、発電量計測器23を介して、EMS30へ通知される。
The photovoltaic
蓄電池20は、太陽光発電設備22から出力される直流電力を蓄電することができる。蓄電池PCS21は、蓄電池20の充放電を行う制御装置である。蓄電池PCS21は、EMS30から受け取った充放電指令に基づいて蓄電池20の充放電を行う。蓄電池PCS21は、蓄電池20の放電時には、蓄電池20から出力される直流電力を3相交流電力に変換して施設内電力系統4に供給する機能を有する。さらに、蓄電池PCS21は、施設内電力系統4から供給される3相交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を用いて蓄電池20を充電する機能も有する。すなわち、蓄電池20は、太陽光発電設備22によって発電された電力を自身に蓄電するとともに蓄電された電力を放電することにより充電器10−1〜10−nへ供給可能である。業務用の車両5は、主に昼間運用され、夜間に充電されることが多い。多数の車両5を同時に充電すると、電力系統2から充電システム1に供給される電力が非常に大きくなり、契約電力または電力会社から要請される上限値を超える可能性がある。本実施の形態では、太陽光発電設備22により発電された電力を蓄電池20に蓄電しておき、蓄電池20に蓄電された電力を夜間の充電時に使用することで、このような電力系統2から充電システム1に供給される電力のピーク値を抑えることができる。
The
EMS30は、公衆回線33を介して天気予報センター31および道路交通センター32とそれぞれ通信可能である。天気予報センター31は、将来の日射量の予測値、天気予報、当日の日射量などの情報を配信する。道路交通センター32は、将来の道路の渋滞予測を示す情報である渋滞予測データ、現在の道路の渋滞状況などを配信する。
The
EMS30は、天気予報センター31および道路交通センター32から取得した情報と、車両5の運行計画などに基づいて、充電システム1の全体の充放電計画である「システム充放電計画」を作成する。また、EMS30は、システム充放電計画にしたがって、充電器10−1〜10−nおよび蓄電池PCS21のそれぞれの充放電指令を生成して充電器10−1〜10−nおよび蓄電池PCS21へ充放電指令を送信する。システム充放電計画は、車両5を充電するための充電スケジュール、蓄電池20の充放電のスケジュールなどを含む充電システム1の全体における充放電の計画である。また、EMS30は、天気予報センター31および道路交通センター32から取得した最新の状況を示すデータに基づいて、システム充放電計画を変更する必要があると判断すると、システム充放電計画を変更する。EMS30の動作の詳細については後述する。
The
なお、ここでは、全ての車両5が一日の運行が終了すると1つの充電システム1で充電される例を説明するが、車両を充電する場所が数か所に分かれていてもよい。車両を充電する充電場所が複数に分かれている場合、充電場所ごとに充電システム1を設置するようにしてもよいし、1つのEMS30が複数の充電場所を管理するようにしてもよい。後者の場合、各充電場所に充電器10および接続ユニット11を複数組設け、EMS30がすべての充電場所の充電器10および接続ユニット11の充電スケジュールを作成する。なお、蓄電池20、蓄電池PCS21、太陽光発電設備22および発電量計測器23については充電場所ごとに設けてもよいし、充電場所のうちの一部にこれらの設備を設けてもよい。
Here, an example in which all the
図2は、本実施の形態のEMS30の機能構成例を示す図である。図2に示すように、EMS30は、通信部301、計画作成部302、更新判定部303、計画更新部304、指令生成部305および記憶部306を備える。
FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration example of the
通信部301は、公衆回線33を介して天気予報センター31および道路交通センター32のそれぞれと通信を行う。通信部301は、天気予報センター31から配信された日射量予測データと道路交通センター32から配信された渋滞予測データとを記憶部306へ格納する。また、通信部301は、充電器10−1〜10−nおよび蓄電池PCS21のそれぞれとの間で通信を行う。通信部301は、充電器10−1〜10−nのそれぞれが、接続ユニット11−1〜11−nを介して車両5から取得した蓄電池20のSOCを、充電器10−1〜10−nから受信すると、記憶部306へSOCデータとして格納する。通信部301が行う通信は有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。なお、公衆回線33を介した通信と、充電システム1内の通信とは、別の通信方式であってもよく、この場合、EMS30は、公衆回線33を用いた通信用の通信部と、充電器10−1〜10−nおよび蓄電池PCS21との間の通信用の通信部とを個別に備えていてもよい。例えば、公衆回線33を介した通信を有線通信とし、充電システム1内の通信を無線通信としてもよい。
The
記憶部306は、天気予報センター31および道路交通センター32から配信されたデータ、ユーザにより入力された情報、処理の過程で一時的に生成される情報、処理の結果などを記憶する。具体的には、図2に示すように、日射量予測データ、渋滞予測データ、電気料金データ、運行計画、SOCデータおよびシステム充放電計画を記憶する。電気料金データおよび運行計画は、EMS30が別の装置から通信部301を介して受信してもよいし、ユーザにより入力されてもよい。システム充放電計画の作成方法の詳細については後述する。なお、図2では記憶部306に記憶される主なデータを示しており、これら以外に処理の過程で一時的に生成される情報、処理で使用されるこれら以外の情報なども記憶部306に記憶されるが、これらの図示を省略している。
The
計画作成部302は、天候の予報を示す情報に基づいて太陽光発電設備22の発電量を予測し、発電量の予測値と車両5の運行計画などに基づいて、システム充放電計画を作成する。天候の予報を示す情報の一例は日射量予測データである。計画作成部302は、詳細には、記憶部306に格納されている日射量予測データ、渋滞予測データ、電気料金データ、運行計画およびSOCデータなどを用いてシステム充放電計画を作成し、作成したシステム充放電計画を記憶部306に格納する。なお、更新判定部303は、通信部301を介して天気予報センター31および道路交通センター32などから取得した更新された情報に基づいて、システム充放電計画を変更する必要があるか否かを判定する。更新された情報は、システム充放電計画の作成時から更新された情報であり、例えばその時点で取得可能な最新の情報である。
The
計画更新部304は、更新された天候の予報を示す情報に基づいてシステム充放電計画を更新する。詳細には、更新判定部303がシステム充放電計画を変更要と判定した場合に記憶部306に格納されているシステム充放電計画を見直す。指令生成部305は、記憶部306に格納されているシステム充放電計画に基づいて、充電器10−1〜10−n、蓄電池PCS21のそれぞれへの充電または放電のための指令である充放電指令を生成し、生成した充放電指令を、対応する充電器10−1〜10−n、蓄電池PCS21へ通信部301を介して送信する。
The
EMS30は、具体的にはコンピュータシステムにより実現される。図3は、本実施の形態のEMS30を実現するコンピュータシステムの構成例を示す図である。図3に示すように、このコンピュータシステムは、制御部101と入力部102と記憶部103と表示部104と通信部105と出力部106とを備え、これらはシステムバス107を介して接続されている。
Specifically, the
図3において、制御部101は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等である。制御部101は、本実施の形態の充放電管理方法が記述された充電管理プログラムを実行する。入力部102は、たとえばキーボード、マウスなどで構成され、コンピュータシステムのユーザが、各種情報の入力を行うために使用する。記憶部103は、RAM(Random Access Memory),ROM(Read Only Memory)などの各種メモリおよびハードディスクなどのストレージデバイスを含み、上記制御部101が実行すべきプログラム、処理の過程で得られた必要なデータなどを記憶する。また、記憶部103は、プログラムの一時的な記憶領域としても使用される。表示部104は、LCD(液晶表示パネル)などで構成され、コンピュータシステムのユーザに対して各種画面を表示する。通信部105は、通信処理を実施する通信回路などである。通信部105は、複数の通信方式にそれぞれ対応する複数の通信回路で構成されていてもよい。出力部106は、プリンタ、外部記憶装置などの外部の装置へデータを出力する出力インタフェイスである。なお、図3は、一例であり、コンピュータシステムの構成は図3の例に限定されない。
In FIG. 3, the control unit 101 is, for example, a CPU (Central Processing Unit) or the like. The control unit 101 executes a charge management program in which the charge / discharge management method of the present embodiment is described. The
ここで、本実施の形態の充電管理プログラムが実行可能な状態になるまでのコンピュータシステムの動作例について説明する。上述した構成をとるコンピュータシステムには、たとえば、図示しないCD(Compact Disc)−ROMまたはDVD(Digital Versatile Disc)−ROMドライブにセットされたCD−ROMドライブまたはDVD−ROMから、充電管理プログラムが記憶部103にインストールされる。そして、充電管理プログラムの実行時に、記憶部103から読み出された充電管理プログラムが記憶部103に格納される。この状態で、制御部101は、記憶部103に格納されたプログラムに従って、本実施の形態のEMS30としての処理を実行する。
Here, an operation example of the computer system until the charge management program of the present embodiment becomes executable will be described. In the computer system having the above-described configuration, for example, a charge management program is stored from a CD-ROM drive or DVD-ROM set in a CD (Compact Disc) -ROM or DVD (Digital Versatile Disc) -ROM drive (not shown). It is installed in
なお、上記の説明においては、CD−ROMまたはDVD−ROMを記録媒体として、EMS30における処理を記述したプログラムを提供しているが、これに限らず、コンピュータシステムの構成、提供するプログラムの容量などに応じて、たとえば、通信部105を経由してインターネットなどの伝送媒体により提供されたプログラムを用いることとしてもよい。
In the above description, a program describing the processing in the
図2に示した計画作成部302、更新判定部303、計画更新部304および指令生成部305は、図3の制御部101により実現される。図2に示した記憶部306は、図3に示した記憶部103の一部である。図2に示した通信部301は、図3に示した通信部105により実現される。
The
次に、本実施の形態の動作について説明する。本実施の形態のEMS30は、毎日定時、例えば18時または19時といった時刻に、将来のシステム充放電計画、具体的には例えば翌日の7時から24時間のシステム充放電計画を作成する。ここでは、将来のシステム充放電計画として翌日の24時間を計画の対象時間帯とするが、将来のシステム充放電計画の対象時間帯の長さは一日(24時間)に限定されず、2日または1週間といったように複数日分であってもよい。また、将来のシステム充放電計画の対象時間帯の開始時刻も7時に限定されず、車両5の運行計画などに応じて適宜設定すればよい。また、将来のシステム充放電計画を作成するタイミングについても18時または19時といった時刻に限定されず、システム充放電計画の対象時間帯などに応じて適宜設定すればよい。本実施の形態のEMS30は、さらに、天気予報センター31、道路交通センター32および車両5のうち少なくとも1つから得られる最新のデータに基づいてシステム充放電計画を変更する必要があると判定した場合に、システム充放電計画を更新する。すなわち、本実施の形態のEMS30は、システム充放電計画をダイナミックに更新する機能を有する。本実施の形態のEMS30が実行する充放電管理方法では、このように、毎日定時に実施されるシステム充放電計画作成と前記時間に捉われずダイナミックなシステム充放電計画更新との両方が行われる。
Next, the operation of this embodiment will be described. The EMS30 of the present embodiment creates a future system charge / discharge plan, specifically, for example, a system charge / discharge plan for 24 hours from 7:00 to the next day at a fixed time every day, for example, 18:00 or 19:00. Here, as a future system charge / discharge plan, the next day's 24 hours is set as the target time zone of the plan, but the length of the target time zone of the future system charge / discharge plan is not limited to one day (24 hours). It may be for multiple days, such as a day or a week. Further, the start time of the target time zone of the future system charge / discharge plan is not limited to 7 o'clock, and may be appropriately set according to the operation plan of the
また、ここでは、1時間を1枠として、システム充放電計画を作成するようにするが、システム充放電計画における時間刻みは30分などに設定されてもよく、時間刻みは1時間に限定されない。 Further, here, the system charge / discharge plan is created with one hour as one frame, but the time step in the system charge / discharge plan may be set to 30 minutes or the like, and the time step is not limited to one hour. ..
図4は、本実施の形態の計画作成部302により作成されるシステム充放電計画の一例を示す図である。図4に示すように、システム充放電計画には、充電スケジュールと充電器10ごとの充電電力とが含まれている。充電スケジュールは、各時間帯でどの車両5を充電するかを示す情報、すなわち車両5の充電時間の割当てを示す情報である。また、図4に示すように、システム充放電計画には、各充電器10の充電電力、太陽光発電量、蓄電池20の充放電電力および購入電力も含まれる。なお、各充電器10の充電スケジュールと各充電器10の充電電力とをあわせて充電器10の充電計画とも呼ぶ。また、蓄電池20の各時間帯の充放電電力を示す計画を蓄電池20の充放電計画とも呼ぶ。このように、本実施の形態のシステム充放電計画は、発電計画、電力の購入計画も含む充電システム1の全体の電力を管理する計画である。なお、図4では、システム充放電計画ではないが、各時間帯の購入電力の電気料金も示している。各時間帯の電気料金は、電力会社との契約に応じて決定されるものであり、上述したように、記憶部306に電気料金データとして格納される。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a system charge / discharge plan created by the
また、図4では、翌日のシステム充放電計画の作成対象の期間を、翌日の計画対象と記載している。図4を含め、以降の各情報を示す図では、翌日の計画対象の期間に加え、前日に行われた処理で既にシステム充放電計画を作成済みの期間を、当日の更新対象として記載している。当日の更新対象の期間は、図4に示した例では、翌日の7時より前の期間であり、当日の更新対象の各データは、後述する更新処理によって必要に応じて更新される。 Further, in FIG. 4, the period for creating the system charge / discharge plan for the next day is described as the plan target for the next day. In the figures showing each of the following information including FIG. 4, in addition to the period to be planned on the next day, the period in which the system charge / discharge plan has already been created by the processing performed on the previous day is described as the update target on the day. There is. In the example shown in FIG. 4, the period to be updated on the current day is a period before 7 o'clock on the next day, and each data to be updated on the current day is updated as necessary by the update process described later.
まず、システム充放電計画の作成について説明する。図5は、本実施の形態のEMS30におけるシステム充放電計画作成手順の一例を示すフローチャートである。EMS30の計画作成部302は、図5に示すように、運行計画および渋滞予測データに基づいて充電スケジュールを決定する(ステップS1)。ここで、ステップS1の充電スケジュールの決定方法の具体例を説明する。なお、渋滞予測データは、上述した通り道路交通センター32から配信される。この渋滞予測データには、少なくともシステム充放電計画の対象時間帯(車両5の運行時含む)の渋滞の状況を予測した情報が含まれるとする。
First, the creation of a system charge / discharge plan will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the system charge / discharge plan creation procedure in the
図6は、本実施の形態の記憶部306に格納される運行計画の一例を示す図である。図6に示した車両#1は、車両5−1の識別情報を示す。同様に、車両#i(iは自然数)は、車両5−iの識別情報を示す。図6に示すように、運行計画には、車両5を示す識別情報ごとに、すなわち車両5ごとに、経路と出発時間および到着時間とが格納される。また、車両5ごとの一日の最後の経路である最終経路の後には、最終経路の到着地から充電システム1が設置されている事業所などへ帰場するための帰場経路の番号と出発時間および到着時間も記載されている。帰場経路における到着時間は、車両5が充電システム1に到着する時間である帰場時間である。なお、図6では、わかりやすくするために、車両5ごとに、経路と出発時間および到着時間とを示す形式としているが、経路ごとにどの車両5が用いられるかを示す形式であってもよい。
FIG. 6 is a diagram showing an example of an operation plan stored in the
また、図示を省略しているが、記憶部306には、各経路の地図上の位置を示す情報も記憶されており、計画作成部302は、これを用いて渋滞予測データと経路との対応を把握する。そして、計画作成部302は、車両5ごとに、当該車両5がその日の最後に走行する最終の経路および帰場経路に渋滞があると予測される場合、これらの経路に関して渋滞によって遅延する遅延時間を予測し、運行計画における帰場時間に、予測した遅延時間を加算することにより帰場時間を予測する。なお、計画作成部302は、例えば、渋滞区間の長さと遅延時間との対応をあらかじめ定めておき、この対応と渋滞区間の長さとに応じて遅延時間を求める。計画作成部302は、渋滞予測データに渋滞区間の通過に要する時間が含まれている場合にはその時間を用いて遅延時間を予測してもよい。計画作成部302における遅延時間の予測方法はこれらの方法に限定されない。
Further, although not shown, the
EMS30の計画作成部302は、車両5ごとの帰場時間に基づいて充電スケジュールを決定する。このときに使用される帰場時間は、上述した予測を反映したものが用いられる。例えば、EMS30の計画作成部302は、全てのバスに1枠、すなわち1時間ずつ充電時間を割り当てる。例えば、充電器10が2台であるとし、車両#5が20時台に帰場し、車両#2,#4が21時台に帰場し、車両#1,#3,#6が22時台に帰場する予定であるとする。この場合、計画作成部302は、車両#5に、2台の充電器10のうちのどちらかを用いて21時から1時間充電するように充電時間を割り当てる。また、計画作成部302は、2つの充電器10のそれぞれの22時から1時間の充電時間を車両#2,#4に割り当てる。次に、計画作成部302は、2つの充電器10のそれぞれの23時から1時間の充電時間を車両#1,#3,#6のうちの2つに割り当てる。車両#1,#3,#6のうち残りの1つは、24時(計画作成日の翌日のさらに翌日の0時)以降の充電時間を割り当てる。ここで決定した充電スケジュールは、後述するように車両5ごとの必要な充電量などに応じて変更されるので、均等に充電時間を割り当てた場合の仮の充電スケジュールということもできる。なお、仮の充電スケジュールは、車両5の1日の走行距離、車両5の蓄電池の容量などに応じて決定されてもよく、充電スケジュールの具体的な決定方法は、上述した例に限定されない。
The
図7は、本実施の形態の充電スケジュールの一例を示す図である。本実施の形態では、翌日の24時間分のシステム充放電計画を作成するために、まず、図5に示したステップS1では、翌日の7時から24時間の充電スケジュールを作成する。図7では、翌日の計画対象の期間に加え、前日の図5の処理により既にシステム充放電計画が作成された期間を当日の更新対象として記載している。図5に示したステップS1では、翌日の計画対象と記載された翌日の7時以降の充電スケジュールが、渋滞予測データと運行計画とに基づいて決定される。上述したように、ステップS1で作成される充電スケジュールは仮のスケジュールであり、図5に示す後続のステップS8の処理により変更される可能性がある。図5に示した全処理が終了した後の最終的な充電スケジュールは図4に示したシステム充放電計画の一部として記憶部306に格納される。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a charging schedule according to the present embodiment. In the present embodiment, in order to create a system charge / discharge plan for 24 hours on the next day, first, in step S1 shown in FIG. 5, a charging schedule for 24 hours is created from 7:00 on the next day. In FIG. 7, in addition to the period to be planned on the next day, the period in which the system charge / discharge plan has already been created by the process of FIG. 5 on the previous day is described as the update target on the day. In step S1 shown in FIG. 5, the charging schedule after 7:00 on the next day, which is described as the planning target for the next day, is determined based on the traffic congestion prediction data and the operation plan. As described above, the charging schedule created in step S1 is a tentative schedule, and may be changed by the subsequent processing in step S8 shown in FIG. The final charging schedule after all the processing shown in FIG. 5 is completed is stored in the
図5の説明に戻り、ステップS1の後、EMS30の計画作成部302は、SOC、運行計画および渋滞予測データに基づいて車両5ごとに必要な充電量を算出する(ステップS2)。計画作成部302は、まず、運行計画に基づいて車両5ごとの翌日1日の走行距離を求め、走行したことにより減る蓄電量を予測する。計画作成部302は、渋滞予測データに基づいて、経路内で渋滞の発生が予測される区間がある場合には、この区間では燃費が悪くなると想定し渋滞が予想される区間の長さに応じた分の補正量を算出する。計画作成部302は、走行したことにより減る蓄電量の予測結果に、補正量を加算することで翌日の電力使用量を算出する。計画作成部302は、翌日の走行が終了したときのSOCである「翌日の帰場時のSOC」を設定する。この「翌日の帰場時のSOC」は予測誤差などを加味したマージン分の蓄電も含めて設定される。すなわち、「翌日の帰場時のSOC」は、車両5の翌日の電力使用量が予測値と異なっていても車両の蓄電池の残量が帰場する前になくならないように設定される。計画作成部302は、車両5ごとの、当日(現状)SOCと翌日の電力使用量並びに「翌日の帰場時のSOC」に基づいて、必要な充電量を算出する。例えば、計画作成部302は、翌日の走行が終了したときのSOCに条件を定めておき、翌日の走行が終了したときのSOCがこの条件を満たすように、必要な充電量を算出する。
Returning to the description of FIG. 5, after step S1, the
図8は、本実施の形態の必要な充電量の算出に用いられる充電量管理データの一例を示す図である。充電量管理データは、一時的に使用されるものであるため、図2では図示していないが、記憶部306に格納される。計画作成部302は、当日、車両5がすでに帰場済みである場合には、車両5から取得して記憶部306に格納されているSOCデータから対応する車両5のSOCを読み出して、充電量管理データの当日帰場時のSOCとして格納する。当日、車両5がまだ帰場していない場合には、前日のシステム充放電計画の作成処理において設定された「翌日の帰場時のSOC」を、当日の帰場時のSOCとして用いる。つまり、前日も、図5に示した処理が行われ、このときに、「翌日の帰場時のSOC」が設定され、充電量管理データに格納されている。ステップS2では、当日の帰場時のSOCが実測されていない場合、充電量管理データ内の「翌日の帰場時のSOC」を、当日帰場時のSOCの欄に複製して格納すればよい。なお、「翌日の帰場時のSOC」の欄は、後述するようにステップS2で新たな「翌日の帰場時のSOC」の値で更新される。なお、「翌日の帰場時のSOC」は毎日更新されなくてもよく、ある期間同じ値が使用されてもよい。
FIG. 8 is a diagram showing an example of charge amount management data used for calculating the required charge amount of the present embodiment. Since the charge amount management data is used temporarily, it is stored in the
図8に示す充電量管理データのうち、容量は、各車両5の蓄電池の容量を示し、例えば、ユーザによりあらかじめ入力される。計画作成部302は、上述したように、翌日の電力使用量を算出して充電量管理データに格納する。計画作成部302は、翌日の帰場時のSOCを設定し、この値を充電量管理データに格納する。そして、計画作成部302は、充電量管理データの当日帰場時のSOCと容量を用いて車両5ごとの蓄電池の残量を算出する。さらに、計画作成部302は、算出した残量を用いて、翌日の電力使用量の予測値分翌日の車両5の蓄電池の残量が減少した場合のSOCが、「翌日の帰場時のSOC」の設定値となるように、翌日の必要な充電量を算出する。例えば、図8に示した例では、翌日の走行が終了したときのSOCが満たす条件として、翌日の走行が終了したときのSOCが30%以上90%未満という条件を与えるとする。そして、図8に示した例では、翌日の走行が終了したときのSOCがこの条件を満たすように誤差も考慮して、「翌日の帰場時のSOC」を40%と設定し、この値を用いて翌日の必要な充電量を算出している。必要な充電量の算出方法はこの例に限定されない。
Of the charge amount management data shown in FIG. 8, the capacity indicates the capacity of the storage battery of each
図5の説明に戻る。ステップS2の後、EMS30の計画作成部302は、車両5ごとに充電時間および充電電力を算出する(ステップS3)。詳細には、計画作成部302は、ステップS1で決定した充電スケジュールとステップS2で算出した必要な充電量に基づいて、充電電力を算出する。これにより、各充電器10の充電電力が決定される。図9は、本実施の形態における各充電器10の充電電力の一例を示す図である。
Returning to the description of FIG. After step S2, the
図5の説明に戻る。ステップS3の後、EMS30の計画作成部302は、日射量予測データを用いて太陽光発電設備22の発電量を予測し、蓄電池20に充電される電力を予測する(ステップS4)。具体的には、計画作成部302は、まず、記憶部306に格納されている日射量予測データから充電システム1が設置されている場所に対応する地域の翌日の日射量の予測データを抽出し、抽出した予測データと、太陽光発電設備22の発電量の定格出力と、発電効率とに基づいて1時間ごとの発電量を算出する。発電効率は、設置する太陽光発電設備22に応じてあらかじめ設定される。また、計画作成部302は、太陽電池パネルの設置角度と、太陽の高度の予測値とに基づいて、太陽電池パネルへの太陽光の入射角を求め、入射角も考慮して各時間帯の発電量を求めてもよい。
Returning to the description of FIG. After step S3, the
また、前述したように、EMS30は、太陽光発電設備22の発電量の実績値を取得しているため、これを記憶部306に記憶しておき、計画作成部302は、入射角の反映の代わりに、過去の発電量の実績に基づいて発電量の予測値を補正してもよい。例えば、EMS30は、過去の発電量の実績値をそのときの日付とともに記憶部306に格納しておく。そして、計画作成部302は、1年前の同時期の発電量を平均化したデータなどを用いて、入射角に依存する補正係数を算出し、日射量の予測データと、太陽光発電設備22の発電量の定格出力と、発電効率とに基づいて発電量の予測値を求めてもよい。また、発電量の実績を気温とともに記憶部306に記憶しておき、計画作成部302は、翌日の気温と過去の発電量の実績とを用いて、発電量の予測値を補正してもよい。発電量の予測方法は、上述した例に限定されず、どのような方法を用いてもよい。
Further, as described above, since the
図10は、本実施の形態の太陽光発電設備22の発電量の一例を示す図である。図10に示した例では、翌日の7時以降が翌日の計画対象であり、それ以前は前日の計画作成時に予測された、当日の更新対象の発電量である。なお、当日の更新対象の期間では、太陽光発電量は、太陽光発電設備22の発電量の実績が計測されるたびに、発電量の予測値が実績値で更新される。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the amount of power generated by the photovoltaic
計画作成部302は、翌日の太陽光発電設備22の発電量の予測値に基づいて太陽光発電設備22の発電により蓄電池20が充電される場合の充電電力を算出する。さらに、計画作成部302は、翌日の太陽光発電設備22の発電量の予測値に基づいて、翌日の日没後の例えば20時の時点での蓄電池20の残量を予測し、蓄電池20の残量の予測値が、定められた残量閾値未満である場合、計画作成部302は、購入電力により蓄電池20を充電するよう計画する。なお、上述した20時は一例であり、蓄電池20の残量を確認する時刻は、車両5の主たる充電時間帯より前であり日没後と想定される時刻であればよく、季節などに応じて適宜変更可能である。蓄電池20の残量閾値は、例えば、充電器10による充電時の電力のピークを抑えるために必要と想定される電力に応じて設定される。計画作成部302は、具体的には、蓄電池20の残量を確認する時刻より前で電気料金が安い時間帯で蓄電池20を充電するよう計画する。購入電力により充電が計画される際の蓄電池20の充電電力および充電時間は、例えば、当該時間帯以降に太陽光発電設備22により発電される発電量の予測値と蓄電池20の容量を考慮して決定される。計画作成部302は、時間帯ごとに、太陽光発電設備22の発電により蓄電池20が充電される場合の充電電力と、購入電力による充電電力とを加算して蓄電池20への充電電力を算出する。
The
図5の説明に戻る。ステップS4の後、EMS30の計画作成部302は、蓄電池20に蓄電された電力を、電気料金の高い時間帯に割り当てる(ステップS5)。詳細には、計画作成部302は、蓄電池20に蓄電された電力のうちの一部を放電させると仮定して、電気料金の高い時間帯の充電器10による充電で、蓄電池20の放電により得られる電力を使用するよう計画する。このときに、計画作成部302が、割り当てる蓄電池20からの放電される電力は、どのように決定されてもよいが、例えば、翌日の21時の時点における蓄電池20の残量の予測値とあらかじめ定めた値との差分とに基づいて決定される。このようにする理由は、次の通りである。車両5を充電するための充電電力は、主に、電力系統2から供給される電力すなわち購入電力と、蓄電池20から放電される電力とで賄われる。本実施の形態では、車両5を充電する際の購入電力の合計値が、契約電力または電力会社から要求された上限値を超えないようにしつつ、事業者が負担する費用を抑えるようにシステム充放電計画を作成する。そこで、計画作成部302は、蓄電池20に蓄電されている蓄電量のうちあらかじめ定めた値の量を、ピークを抑えるために仮に確保し、残りを電気料金の高い時間帯に割り当てる。なお、後述する処理で、充電電力の合計値が、契約電力または電力会社から要求された上限値を超えると判断された場合には、蓄電池20の放電スケジュールは見直されるため、上記のあらかじめ定めた値はどのように設定されていてもよい。なお、蓄電池20の残量の予測値は、蓄電池20のSOCの実測値と、SOCが実測された時点以降の蓄電池の充電および放電のスケジュールとに基づいて算出される。
Returning to the description of FIG. After step S4, the
図4に示した例では、電気料金は、21時より0時の方が安い。このため、21時など電気料金が高い時間帯に蓄電池20から放電される電力を割当てる。例えば、21時から翌7時までを、車両5を充電するための主な充電時間とするとき、このなかで21時から23時までが他の時間帯より電気料金が高かったとする。この場合、計画作成部302は、21時から23時までの時間帯に均等に蓄電池20から放電される電力を割当てる。
In the example shown in FIG. 4, the electricity charge is cheaper at 0:00 than at 21:00. Therefore, the electric power discharged from the
図5の説明に戻る。ステップS5の後、EMS30の計画作成部302は、系統すなわち電力系統2から供給される電力が閾値を超える時間帯があるか否かを判断する(ステップS6)。この閾値は、例えば、契約電力または電力会社から要求された上限値である。この閾値は、余裕をみて、契約電力または電力会社から要求された上限値より小さい値に設定されてもよい。詳細には、ステップS6では、計画作成部302は、各充電器10の充電電力の合計値から、蓄電池20による放電電力を差し引くことにより、系統から供給される電力すなわち購入電力を求める。ステップS1,S3で充電スケジュールおよび充電電力が決定されると、図9の最下段に示すように、各時間帯の充電電力の合計値が算出される。また、ステップS5で、蓄電池20の各時間帯の放電電力が決定される。したがって、計画作成部302は、これらの結果を用いて購入電力を算出することができる。そして、計画作成部302は、購入電力が閾値を超える時間帯があるか否かを判断する。
Returning to the description of FIG. After step S5, the
系統から供給される電力が閾値を超える時間帯がある場合(ステップS6 Yes)、EMS30の計画作成部302は、充電スケジュールと充電電力を調整可能であるか否かを判断する(ステップS7)。ステップS1では、帰場時間に基づいて、各車両5に均等に充電時間を割当てるように充電スケジュールを決定した。一方、ステップS1で決定された充電スケジュールから、各車両5に割り当てる充電時間を変更可能な場合もある。例えば、充電器10−1が21時から3時までの間はそれぞれいずれかの車両5の充電に割り当てられており4時以降は充電器10−1による充電が予定されていないとする。このような場合、充電器10−1による充電が予定されている車両5のうち一部の車両5の充電時間を長くして充電電力を低くしても、最後に充電される車両5の始発の運行開始に間に合えば運行に支障がない。したがって、計画作成部302は、運行計画と充電スケジュールに基づいて、系統から供給される電力が閾値を超える時間帯で充電を行う予定の車両5の充電時間を長くしても運行に支障がない場合、充電スケジュールと充電電力を調整可能であると判断する。
When there is a time zone in which the power supplied from the grid exceeds the threshold value (step S6 Yes), the
充電スケジュールと充電電力を調整可能である場合(ステップS7 Yes)、計画作成部302は、充電スケジュールと充電電力を調整する(ステップS8)。詳細には、計画作成部302は、系統から供給される電力が閾値を超える時間帯で充電を行う予定の車両5のうち、少なくとも一部の車両5の充電時間を長くしこれに伴って充電電力を低くする。例えば、車両5−6が22時から1時間の間、充電器10−1を用いて充電する受電スケジュールであり、ステップS6で22時に系統から供給される電力が閾値を超えると判断されたとする。この場合、計画作成部302は、車両5−6の充電時間を22時からの2時間とし、23時以降に充電器10−1での充電が割り当てられていた車両5の充電開始時刻を1時間ずつ後ろにずらす。そして、計画作成部302は、充電器10−1の22時からの充電電力を、1/2に低下させる。これにより、22時における系統から供給される電力を低下させることができる。計画作成部302は、ステップS8の後、再び、ステップS6からの処理を実施する。
When the charging schedule and the charging power can be adjusted (step S7 Yes), the
ステップS6で、系統から供給される電力が閾値を超える時間帯がないと判断した場合(ステップS6 No)、計画作成部302は、翌日のシステム充放電計画を決定する(ステップS10)。具体的には、ステップS10では、ステップS9までの処理で算出された、翌日の7時から24時間分の電力のやりとりを図4に例示した翌日のシステム充放電計画に反映し、反映した翌日のシステム充放電計画を記憶部306に格納する。なお、記憶部306には、図4に示したように、新たに作成された翌日のシステム充放電計画だけでなく、前日に作成されたシステム充放電計画も格納されている。
If it is determined in step S6 that there is no time zone in which the power supplied from the grid exceeds the threshold value (step S6 No), the
ステップS7で、充電スケジュールと充電電力を調整可能でないと判断した場合(ステップS7 No)、計画作成部302は、蓄電池20の放電スケジュールを変更する(ステップS9)。ステップS5で、蓄電池20から放電される電力は電気料金の高い時間帯に割り当てられているが、ステップS9では、さらに、系統から供給される電力が閾値以下となるように、蓄電池20から放電される電力の割当てを見直す。なお、ステップS5の説明で述べたように、蓄電池20の蓄電量の全てを電気料金の高い時間帯に割り当てるのではなくあらかじめ定められた値は残すようにしている。したがって、まずは、計画作成部302は、蓄電池20の残量の範囲で、系統から供給される電力が閾値を超える時間帯で放電を行うよう放電スケジュールを変更する。この変更の後でも、系統から供給される電力が閾値を超える時間帯がある場合、計画作成部302は、ステップS5における蓄電池20から放電される電力の割当てをキャンセルし、キャンセルした分を系統から供給される電力が閾値を超える時間帯に割り当てる。これにより、蓄電池20から放電される電力を用いて、系統から供給される電力を閾値以下とすることができる。
When it is determined in step S7 that the charging schedule and the charging power cannot be adjusted (step S7 No), the
以上のように、計画作成部302は、充電器10−1〜10−nの充電電力の合計値から蓄電池20からの放電により供給される電力を差し引いた電力が閾値以下となるようシステム充放電計画を作成する。また、計画作成部302は、発電量の予測値と、時間帯ごとの電力の料金とに基づいて蓄電池20の充放電計画を作成する。
As described above, the
なお、以上説明した例では、ステップS1〜ステップS4の処理により充電器10の充電スケジュールと充電電力を仮に決定し、電気料金の高い時間帯に蓄電池20による放電電力を仮に割当て、車両5を充電する際の充電電力の合計値が閾値を超える場合には、蓄電池20の放電スケジュールを変更した。車両5を充電する際の購入電力の合計値が、契約電力または電力会社から要求された上限値を超えないようにしつつ、事業者が負担する費用を抑えるように蓄電池20の放電スケジュールを決定する方法は、上述した例に限らず、どのような方法を用いてもよい。例えば、充電器10の充電スケジュールと充電電力を仮に決定した後に、充電電力の合計値が、契約電力または電力会社から要求された上限値を超える時間帯に蓄電池20の放電電力を割当て、その後に蓄電池20の蓄電量が残っている場合に、電気料金の高い時間帯に蓄電池20の放電電力を割当てるようにしてもよい。または、充電器10の充電スケジュールと充電電力を先に決めずに、充電器10の充電スケジュール、および蓄電池20の放電スケジュールをパラメータとして同時に解くような方法を用いてもよい。例えば、計画作成部302は、電気料金の総和を評価関数とし、充電電力の合計値が、契約電力または電力会社から要求された上限値を超えないことを制約条件として、評価関数を最小とするまたは評価関数の値が閾値以下となるように、充電器10の充電スケジュール、および蓄電池20の放電スケジュールを決定するようにしてもよい。
In the above-described example, the charging schedule and charging power of the
また、上述した例では、ステップS4で、20時における蓄電池20の残量が残量閾値以上となるように、蓄電池20の充電を行ったが、残量閾値での充電量でも充電電力の合計値が契約電力を超える場合は、残量閾値を超えて充電するように蓄電池20の充放電計画を見直す。また、購入電気料金によっては残量が残量閾値より多くなるように、充電するようにしてもよい。例えば、車両5の主な運行時間帯である7時から21時までの間で、車両5の主な充電時間帯である21時から7時までの間の電気料金より、電気料金が安い時間帯があるとする。この場合、該時間帯でなるべく多く購入電力により蓄電池20を充電するようにした方が、21時から7時までの間に購入電力で充電するより事業者が負担する費用を抑制できる。したがって、このような場合、計画作成部302は、該時間帯より後に太陽光発電設備22により発電される発電量の予測値を考慮した上で、蓄電池20の容量を超えない範囲で、該時間帯における購入電力による充電を増やす。
Further, in the above example, in step S4, the
次に、本実施の形態のシステム充放電計画の更新処理について説明する。上述したように、EMS30は翌日のシステム充放電計画を作成して記憶部306に保持している。一方、翌日のシステム充放電計画の作成後、実際の状態が予測と異なってくることがある。例えば、渋滞の実際の状況の予測値とのずれ、天候の急変などによる太陽光発電設備22の発電量の予測値とのずれなどが生じることがある。このような場合、システム充放電計画を変更しないと、車両5の蓄電池の残量不足が生じたり、系統から供給される電力が閾値を超えたり、費用抑制の機会を逃したりする可能性がある。このため、本実施の形態のEMS30は、入力となる情報が変更されると、ステップS4に示した処理のうち少なくとも一部を実行する。例えば、EMS30は、各車両5の帰場時のSOCを取得し、取得したSOCが予測されたSOCと異なっている場合には、SOCの実測値に応じて、図5に示したステップS2,S3の計算を行って充電電力を変更し、ステップS6以降の処理を実施する。
Next, the update process of the system charge / discharge plan of the present embodiment will be described. As described above, the
例えば、図9に示した充電電力のうち、0時からの1時間で充電器10−1により充電される計画の車両5−1の充電電力が、前日のシステム充放電計画の作成時には15kWであり当日の実測値を用いた計算により20kWになったとする。このように各充電器10の充電電力が変更されると、合計値も変化し、合計値が255kWになったとする。ステップS6における判定で用いられる閾値を250kWとし、前日の計算では、合計値が250kWであったとする。この日の0時には蓄電池20の放電は予定されていないため、系統から供給される電力が255kWとなると閾値を超えることになる。EMS30は、ステップS6の判断でYesと判断し、ステップS7,S8により充電スケジュールおよび充電電力の調整が行われる。図4に示した当日の更新対象の期間の0時には、この調整が行われた後の充電スケジュールが記載されており、車両5−1には、0時から2時間の充電時間が割り当てられるように変更されている。これにより、系統から供給される電力を閾値以下とすることができる。
For example, of the charging power shown in FIG. 9, the charging power of the vehicle 5-1 that is planned to be charged by the charger 10-1 in 1 hour from 0 o'clock is 15 kW when the system charge / discharge plan of the previous day is created. It is assumed that the power is 20 kW by the calculation using the measured value on the day. When the charging power of each
また、天候の急変により太陽光発電設備22による発電量が予測値より少なくなった場合、蓄電池20の蓄電残量が不足し、系統から供給される電力が閾値を超える可能性がある。したがって、EMS30は、最新の日射量データを天気予報センター31から取得し、日射量が予測より少ない場合には、購入電力による蓄電池20の充電電力または充電時間を増やす。これにより、天候が急変した場合であっても、系統から供給される電力を閾値以下とすることができる。このように、EMS30は、最新の情報に基づいて、適宜システム充放電計画を更新する。なお、ここでは、EMS30が最新の情報を取得する例を説明するが、EMS30が更新処理のために用いる取得する情報は、システム充放電計画作成時から更新された情報であればよく、最新の情報でなくてもよい。
Further, when the amount of power generated by the photovoltaic
図11は、本実施の形態のEMS30におけるシステム充放電計画の更新処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、EMS30の更新判定部303は、更新された情報を取得する(ステップS11)。詳細には、EMS30の更新判定部303は、通信部301を介して天気予報センター31、道路交通センター32および充電器10のうち少なくとも1つから、最新の情報を取得する。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of the update processing procedure of the system charge / discharge plan in the
EMS30の更新判定部303は、計画の変更が必要であるか否かを判断する(ステップS12)。詳細には、更新判定部303は、最新の情報と、記憶部306に格納されている各予測値とを比較して、最新の情報が予測値と一定量以上異なるか否かを判断する。計画の変更が必要でないと判断した場合(ステップS12 No)、更新判定部303は、ステップS11,S12の処理を繰り返す。計画の変更が必要であると判断した場合(ステップS12 Yes)、EMS30はシステム充放電計画の修正を行い(ステップS13)、ステップS11からの処理を再度実施する。
The
ステップS13では、具体的には、更新判定部303は計画更新部304へ更新の必要な処理を指定し、計画更新部304は、更新判定部303に指定された処理を実施することによりシステム充放電計画を修正する。更新判定部303に指定される処理は、更新される情報に応じて定められている。例えば、車両5の蓄電池のSOCが実測値で更新されることにより計画の更新が必要になった場合には、上述したように図5に示したステップS2,S3とステップS6以降とが実施される。日射量が予測値と異なることにより計画の更新が必要になった場合には、図5に示したステップS4以降が実施される。渋滞データが予測値と異なることにより計画の更新が必要になった場合には、図5に示したステップS1,S2,S3とステップS6以降とが実施される。なお、ここでは、更新される情報に応じて図5の処理の一部を実施するようにしたが、更新される情報を反映した上で図5に示した全てを再度実施するようにしてもよい。
Specifically, in step S13, the
以上のように作成されて更新されたシステム充放電計画に基づいて、指令生成部305は、充電器10−1〜10−n、蓄電池PCS21のそれぞれへの充電指令を生成する。例えば、指令生成部305は、システム充放電計画に基づいて、時間帯ごとに、充電器10−1〜10−nのそれぞれに対応する充電電力での充電を指示する充電指令を生成して、通信部301を介して充電器10−1〜10−nへ送信する。また、指令生成部305は、システム充放電計画に基づいて、時間帯ごとに、蓄電池20の放電を指示する放電指令または充電を指示する充電指令を生成し、通信部301を介して蓄電池PCS21へ送信する。
Based on the system charge / discharge plan created and updated as described above, the
なお、以上の説明では車両5の蓄電池に関しては充電を行う例を説明したが、車両5の蓄電池からの放電も考慮してもよい。車両5の蓄電池のうち残量の多いものがある場合、この蓄電池を蓄電池20と同様に用いて、系統から供給される電力を抑制するために使用するように計画してもよい。また、車両5の蓄電池間の電力の融通を行ってもよい。例えば、充電器10として放電も可能な充放電器を用いて、車両5の蓄電池のうち、翌日の走行が終わっても残量に余裕のある車両5の蓄電池を放電させて、他の車両5の蓄電池の充電に使用するように計画してもよい。特に、電気料金が安い時間帯には電気契約電力を超えない範囲で余分に充電しておき、電気料金が高い時間帯に充電しなければならないケースに他車へ融通することも考えられる。
In the above description, the example of charging the storage battery of the
また、本実施の形態では、充電システム1を管理する事業者等が、電力会社との契約により電力を購入する例を説明したが、これに限らず、事業者等が電力市場から調達する場合にも同様に、本実施の形態のシステム充放電計画の作成方法を適用できる。電力市場から調達する電力を考慮する場合には、例えば、EMS30は、時間帯ごとに、電力市場の予測価格と電力会社との契約に基づく電気料金と比較し、安い方の料金を電気料金として用いて、上述した例と同様にシステム充放電計画を作成することができる。また、電力市場の予測価格の方が電力会社との契約に基づく電力より高い場合には、太陽光発電設備22で発電した電力を電力市場で売り、電力会社からの購入電力で蓄電池20を充電してもよい。さらには、EMS30は、蓄電池20、車両5の蓄電池から放電した電力を電力市場で売ることも考慮してシステム充放電計画を作成してもよい。
Further, in the present embodiment, an example in which a business operator or the like managing the charging system 1 purchases electric power by a contract with an electric power company has been described, but the present invention is not limited to this, and the case where the business operator or the like procures from the electric power market. Similarly, the method for creating a system charge / discharge plan according to the present embodiment can be applied to the above. When considering the electricity procured from the electricity market, for example, EMS30 compares the estimated price of the electricity market with the electricity rate based on the contract with the electric power company for each time zone, and sets the lower rate as the electricity rate. It can be used to create a system charge / discharge plan similar to the example described above. If the estimated price of the electric power market is higher than the electric power based on the contract with the electric power company, the electric power generated by the solar
また、EMS30が天気予報センター31から天候の長期予報を取得し、計画作成部302が長期予報に基づいて、将来の複数日の発電量を予測して、予測結果に基づいて蓄電池20の充放電計画を作成してもよい。例えば、数日続けて雨または曇りとなる予報であり太陽光発電設備22による発電量が少なくなると予想される場合には、計画作成部302は、通常より蓄電池20への蓄電量を増加させておくように蓄電池20の充放電計画を作成する。
Further, the
なお、以上説明した例では、EMS30がシステム充放電計画の作成と、充電器10および蓄電池PCS21の充放電の制御との両方を行う例を説明したが、システム充放電計画の作成を行う計画作成装置と、充電器10および蓄電池PCS21の充放電の制御を行う充放電制御装置とを別に設けてもよい。この場合、計画作成装置から充放電制御装置へシステム充放電計画が送信される。
In the above-described example, an example in which the
以上説明したように、本実施の形態のEMS30は、日射量予測データなどの予測値に基づいて、将来のシステム充放電計画を作成し、その後、日射量予測データなどの最新のデータに基づいて、システム充放電計画を更新するようにした。このため、最新のデータを考慮しない場合に比べて、より適切な充電スケジュールを作成することができる。 As described above, the EMS30 of the present embodiment creates a future system charge / discharge plan based on the predicted value such as the solar radiation amount prediction data, and then based on the latest data such as the solar radiation amount prediction data. , Updated the system charge / discharge plan. Therefore, a more appropriate charging schedule can be created as compared with the case where the latest data is not taken into consideration.
実施の形態2.
図12は、本発明にかかる実施の形態2の充電システムの構成例を示す図である。図12に示すように、実施の形態2の充電システム1aは、変換器41、EMS30、充電器42−1〜42−n、母線電圧検出器44,45,46−1〜46−n、接続ユニット11−1〜11−n、蓄電池20、蓄電池PCS43および太陽光発電設備22を備える。EMS30、接続ユニット11−1〜11−n、蓄電池20、蓄電池PCS43および太陽光発電設備22は実施の形態1と同様である。実施の形態1と同様の機能を有する構成要素は実施の形態1と同様の符号を付して重複する説明を省略する。以下実施の形態1と異なる部分を主に説明する。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of the charging system according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the charging system 1a of the second embodiment includes a
本実施の形態では、変換器41が、トランス3を介して供給される3相交流電力を直流電力に変換して直流母線40に供給する。直流母線40には直流負荷47が接続される。本実施の形態では、複数の充電器である充電器42−1〜42−nおよび制御装置である蓄電池PCS43は、直流母線40に接続される。本実施の形態の充電器42−1〜42−nのそれぞれは、直流母線40から供給される直流電力を車両5に搭載されている蓄電池の充電用の直流電力に変換し、変換後の直流電力を対応する接続ユニット11−1〜11−nを介して車両の蓄電池へ供給することができる。母線電圧検出器44,45,46−1〜46−nは、直流母線40の電圧を計測し、計測結果をそれぞれ変換器41、充電器42−1〜42−n、蓄電池PCS43へ出力する。
In the present embodiment, the
直流母線40における直流電圧は任意であるが大電力を供給する電力バスラインであり、電流損失を極力防ぐために、電圧は、数百ボルト級であることが望ましい。
Although the DC voltage of the
実施の形態2の充電システム1aは、実施の形態1の充電システム1と同様に、車両5の駐車場、車両5を管理する事業者における事業所、車両5のステーションなどに設置され、複数の車両5を同時に充電することが可能である。バスなどの大型な車両5を充電する場合、車両5の蓄電池容量が大きく、さらに、充電する車両5の台数も多いことから、充電に要する電力は非常に大きな値となる。このため、省エネルギーの観点、費用抑制の観点などから、電力ロスを抑えることが非常に重要となる。車両5への充電が直流電力で行われるため、実施の形態1のように各充電器10で交流電力を直流電力に変換するとロスが発生する。このロスは、一般に、数%程度であり、100kWあたり3−4kW程度のロスが生じることになり、充電システム1a全体で考えるとかなりの量のロスが発生する。したがって、本実施の形態の充電システム1aは、変換器41を備えることにより、直流母線40を介して、充電器42−1〜42−nおよび蓄電池PCS43に直流電力を供給する。これによって、電力のロスを抑えて、省エネルギー化、および費用抑制を実現することができる。
Similar to the charging system 1 of the first embodiment, the charging system 1a of the second embodiment is installed in a parking lot of the
本実施の形態のEMS30は、実施の形態1と同様に、公衆回線33を介して天気予報センター31および道路交通センター32とそれぞれ接続される。なお、ここでは、実施の形態1のEMS30を備える例を説明したが、本実施の形態の充電システム1aが備えるEMSは、実施の形態1と同様でなくてもよい。例えば、天気予報センター31および道路交通センター32の情報を考慮せずに、運行計画と過去の実績に基づく太陽光発電設備22の発電量の予測値などに基づいてシステム充放電計画を作成し、作成したシステム充放電計画に基づいて充電器42−1〜42−nおよび蓄電池PCS43を制御するものであってもよい。
The
充電器42−1〜42−nおよび蓄電池PCS43は、それぞれ実施の形態1の充電器10−1〜10−nおよび蓄電池PCS21と同様にEMS30からの指令に基づいて、充電または放電を実施する。本実施の形態では、直流母線40に対する電力の需要と供給のバランスが崩れると、直流母線40の電圧の上昇または下降として現れる。直流母線40の電圧が標準電圧範囲の上限より高いと充電器42−1〜42−nなどの故障につながり、直流母線40の電圧が標準電圧範囲の下限より低いと電流が増加し充電器42−1〜42−nなどの故障につながる。このため、変換器41は、直流母線40の電圧を標準電圧範囲に保つよう制御する。
The chargers 42-1 to 42-n and the storage battery PCS43 perform charging or discharging based on a command from the
具体的には、本実施の形態の変換器41は、母線電圧検出器44により測定された電圧が標準電圧範囲の上限より高い場合は、母線電圧検出器44により測定された電圧が標準電圧範囲になるまで出力電力を低下させる。また、本実施の形態の変換器41は、母線電圧検出器44により測定された電圧が標準電圧範囲の下限より低い場合は、母線電圧検出器44により測定された電圧が標準電圧範囲になるまで出力電力を上昇させる。これにより、変換器41は、直流母線40の電圧を標準電圧範囲内に保つ。
Specifically, in the
本実施の形態では、EMS30は変換器41から供給される電力と蓄電池20が放電することで供給される電力とを考慮して、需要と供給がバランスするように充電器42−1〜42−nへの充電電力を算出するよう充電電力を計画する。しかしながら、直流負荷47の想定外の消費電力の増減などの要因により需要と供給のバランスが崩れ、変換器41による電圧の調整能力を超えるケースも考えられる。このような場合でも、直流母線40の電圧を標準電圧範囲内におさめるため、充電器42−1〜42−n、蓄電池PCS43が、電圧制御の動作も実施できることが望ましい。この電圧制御の動作は、充電器42−1〜42−n、蓄電池PCS43が、自律的に行ってもよいし、EMS30が、母線電圧検出器45,46−1〜46−nの測定値を取得して、各充電器42−1〜42−n、蓄電池PCS43を制御してもよい。
In the present embodiment, the
充電器42−1〜42−n、蓄電池PCS43が自律的に電圧制御する場合の動作を説明する。図13は、本実施の形態の蓄電池PCS43における自律的な電圧制御動作の一例を示すフローチャートである。 The operation when the chargers 42-1 to 42-n and the storage battery PCS43 autonomously control the voltage will be described. FIG. 13 is a flowchart showing an example of an autonomous voltage control operation in the storage battery PCS43 of the present embodiment.
図13に示すように、蓄電池PCS43は、母線電圧検出器45により測定された電圧を取得することで、母線電圧を検出する(ステップS21)。蓄電池PCS43は、母線電圧が上限値すなわち標準電圧範囲の上限を超えたか否かを判断する(ステップS22)。母線電圧が上限値を超えた場合(ステップS22 Yes)、蓄電池PCS43は、EMS30からの指令にかかわらず、母線電圧を下げる制御を行い(ステップS23)、ステップS21以降の処理を繰り返す。蓄電池PCS43は、母線電圧を下げる制御では、蓄電池20が放電状態であれば放電電力を減らし、放電電力を既に減らしており放電電力が0になっている場合には、充電に切り替える制御を行う。一方蓄電池20が充電状態であれば、蓄電池PCS43は、母線電圧を下げる制御では、充電電力を増やす。なお、ステップS23では、蓄電池PCS43は、例えば最大の充電電力まで充電可能とする。
As shown in FIG. 13, the storage battery PCS43 detects the bus voltage by acquiring the voltage measured by the bus voltage detector 45 (step S21). The storage battery PCS43 determines whether or not the bus voltage exceeds the upper limit value, that is, the upper limit of the standard voltage range (step S22). When the bus voltage exceeds the upper limit value (step S22 Yes), the storage battery PCS43 controls to lower the bus voltage regardless of the command from the EMS 30 (step S23), and repeats the processes after step S21. In the control of lowering the bus voltage, the storage battery PCS43 reduces the discharge power when the
母線電圧が上限値を超えていない場合(ステップS22 No)、蓄電池PCS43は、母線電圧が下限値すなわち標準電圧範囲の下限を下回ったか否かを判断する(ステップS24)。母線電圧が下限値を下回った場合(ステップS24 Yes)、蓄電池PCS43は、EMS30からの指令にかかわらず、母線電圧を上げる制御を行い(ステップS25)、ステップS21以降の処理を繰り返す。蓄電池PCS43は、母線電圧を上げる制御では、蓄電池20が充電状態であれば充電電力を減らし、充電電力を既に減らしており充電電力が0になっている場合には、放電に切り替える制御を行う。一方蓄電池20が放電状態であれば、蓄電池PCS43は、母線電圧を上げる制御では、放電電力を増やす。なお、ステップS25では、蓄電池PCS43は、例えば最大の放電電力まで放電可能とする。母線電圧が下限値を下回っていない場合(ステップS24 No)、蓄電池PCS43は、ステップS21以降の処理を繰り返す。
When the bus voltage does not exceed the upper limit value (step S22 No), the storage battery PCS43 determines whether or not the bus voltage has fallen below the lower limit value, that is, the lower limit of the standard voltage range (step S24). When the bus voltage falls below the lower limit (step S24 Yes), the storage battery PCS43 controls to raise the bus voltage regardless of the command from the EMS 30 (step S25), and repeats the processes after step S21. In the control for raising the bus voltage, the storage battery PCS43 reduces the charging power when the
以上、蓄電池PCS43の動作を例に説明したが、充電器42−1〜42−nも同様の動作を実施する。ただし、充電器42−1〜42−nの動作においては、ステップS23、ステップS25では車両5の蓄電池が充電または放電の対象となる。なお、変換器41の電圧制御能力を超えた場合には、まず蓄電池PCS43が自律的に電圧制御を行い、次に充電器42−1〜42−nが自律的に電圧制御を行うように設定しておく。母線電圧が標準電圧範囲から逸脱したことを検出してから、充電または放電の動作を行うまでの時間を蓄電池PCS43の方が充電器42−1〜42−nより短くなるように設定しておく。これにより、蓄電池PCS43が先に動作を実施し、蓄電池PCS43の制御能力を超えた場合に、充電器42−1〜42−nが自律的な電圧制御を開始する。例えば、蓄電池PCS43が、電圧制御を開始しても、蓄電池20が満充電である場合にはさらなる充電を行うことはできず、蓄電池20の残容量が無い場合にはさらなる放電はできない。このような場合には、蓄電池PCS43が電圧制御動作を開始しても、電圧の変化を抑制することはできない。本実施の形態では、さらに充電器42−1〜42−nが電圧の制御を行うことにより、蓄電池PCS43が電圧制御できない場合でも、母線電圧の標準電圧内からの逸脱を抑制することができる。なお、以上の説明では、蓄電池PCS43および充電器42−1〜42−nの全てが自律的な電圧制御を行う機能を有しているとしたが、これらのうちの一部が自律的な電圧制御を行う機能を有していてもよい。
Although the operation of the storage battery PCS43 has been described above as an example, the chargers 42-1 to 42-n also perform the same operation. However, in the operation of the chargers 42-1 to 42-n, the storage battery of the
また、EMS30が、充電器42−1〜42−n、蓄電池PCS43を制御することにより電圧制御を行う場合、指令生成部305が、母線電圧検出器45により測定された電圧を取得して、図13に示した動作と同様の動作を実施する。ただし、ステップS23では充電を行う代わりに、蓄電池PCS43へ充電指令を送信し、ステップS25では、放電を行う代わりに、蓄電池PCS43へ放電指令を送信することになる。指令生成部305は、蓄電池PCS43への上述した制御を一定時間行っても電圧が標準電圧範囲内から逸脱している場合には、充電器42−1〜42−nのなかから1つを選択して、選択した充電器へ、同様に、電圧制御の動作を実施させる。この動作を実施しても、電圧が標準電圧範囲内から逸脱している場合には、さらに、別の充電器にも電圧制御の動作を実施させる。このとき、EMS30は、電圧制御への影響の大きい装置から順に電圧制御の動作を実施するようにしてもよいし、あらかじめ定められた順に電圧制御の動作を実施するようにしてもよい。または、指令生成部305は、蓄電池PCS43への上述した制御を一定時間行っても電圧が標準電圧範囲内から逸脱している場合には、全ての充電器42−1〜42−nを同時に、電圧制御の動作を実施させてもよい。つまり、指令生成部305は、直流母線40の電圧が標準電圧範囲内から逸脱した場合に、充電器42−1〜42−nおよび蓄電池PCS43のうち少なくとも1つである電圧制御対象装置に対し、システム充放電計画に基づく指令の生成を停止する。そして、直流母線40の電圧を標準電圧範囲内へおさめるための充電指令または放電指令を生成して電圧制御対象装置へ送信する。
Further, when the
EMS30が、電圧制御のための指令を生成して充電器42−1〜42−n、蓄電池PCS43へ送信することにより、充電器42−1〜42−n、蓄電池PCS43が自律的な電圧制御機能を備えていない場合でも、母線電圧の標準電圧範囲内からの逸脱を抑制することができる。また、蓄電池PCS43は自律的に電圧制御を行い、充電器42−1〜42−nはEMS30の電圧制御に基づいて動作するといったように、自律的な電圧制御とEMS30による電圧制御を組み合わせてもよい。
The
以上のように、本実施の形態では、充電システム1aにおいて、変換器41が、3相交流電力を直流電力に変換して直流母線40へ供給し、直流母線40から充電器42−1〜42−nおよび蓄電池PCS43へ直流電力を供給できるようにした。これによって、電力のロスを抑制することができる。さらに、充電器42−1〜42−nおよび蓄電池PCS43の少なくとも一部、またはEMS30が電圧制御を行うことにより、母線電圧の標準電圧内からの逸脱を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, in the charging system 1a, the
実施の形態3.
図14は、本発明にかかる実施の形態3の充電システムの構成例を示す図である。図14に示すように、実施の形態3の充電システム1bは、実施の形態2の充電システム1aに切替器50−1〜50−nを追加し、EMS30、接続ユニット11−1〜11−nのかわりにそれぞれEMS30a、接続ユニット11−1−1〜11−n−3を備える以外は実施の形態2の充電システム1aと同様である。実施の形態2と同様の機能を有する構成要素は実施の形態2と同様の符号を付して重複する説明を省略する。以下実施の形態2と異なる部分を主に説明する。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of the charging system according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, the charging system 1b of the third embodiment adds a switch 50-1 to 50-n to the charging system 1a of the second embodiment, and adds an EMS30 and a connection unit 11-1 to 11-n. It is the same as the charging system 1a of the second embodiment except that the
なお、図14では、実施の形態2と同様に、変換器41を備えて直流電力を充電器42−1〜42−nおよび蓄電池PCS43へ供給する構成例を示しているが、実施の形態1と同様に、変換器41を備えず3相交流電力を施設内電力系統4へ供給してもよい。この場合、充電器42−1〜42−nおよび蓄電池PCS43のかわりに、実施の形態1の充電器10−1〜10−nおよび蓄電池PCS21を用いる。
Note that FIG. 14 shows a configuration example in which the
本実施の形態では、図14に示すように、充電器42−1〜42−nにはそれぞれ対応する切替器50−1〜50−nが接続されている。接続ユニット11−1−1〜11−n−3の機能は、実施の形態1の接続ユニット11−1〜11−nと同様であり、以下、接続ユニット11−1−1〜11−n−3を個別に区別しないときには、接続ユニット11と記載する。切替器50−1〜50−nは、充電器42−1〜42−nにそれぞれ接続されるとともに複数の接続ユニット11と接続される複数の切替器である。切替器50−i(iは1かnまでの整数)は、接続ユニット11−i−1〜11−i−3に接続されており、充電器42−iの接続先を複数の接続ユニット11のいずれか1つに切り替え可能である。充電器42−1〜42−nを個別に区別しないときには、充電器42と記載する。切替器50−1〜50−nを個別に区別しないときには、切替器50と記載する。なお、図14では、各切替器50−1〜50−nが3つの接続ユニット11に接続される例を示しているが、各切替器50−1〜50−nが接続される接続ユニット11の数は3に限定されない。また、切替器50−1〜50−nに接続される接続ユニット11の数は全て同一でなくてもよく、接続ユニット11の数が異なっていてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 14, the chargers 42-1 to 42-n are connected to the corresponding switchers 50-1 to 50-n, respectively. The functions of the connection units 11-1-1 to 11-n-3 are the same as those of the connection units 11-1 to 11-n of the first embodiment, and hereinafter, the connection units 11-1-1 to 11-n- When 3 is not distinguished individually, it is described as a
本実施の形態では、切替器50−1〜50−nがEMS30aからの指示に基づいて、対応する充電器42に接続する接続ユニット11を切り替える。これにより、充電器42の数を抑制できると共に充電完了後に他の車両へのつなぎ換えをしなくても全ての車両5への充電をスムーズに行うことができる。
In this embodiment, the switching devices 50-1 to 50-n switch the
図15は、本実施の形態のEMS30aの機能構成例を示す図である。図15に示すように、本実施の形態のEMS30aは、実施の形態1の図2に示したEMS30に切替制御部307が追加されている。切替制御部307は、切替器50−1〜50−nに対して、対応する充電器42に接続する接続ユニット11の切り替えを指示する切替指示を生成し、通信部301を介して、対応する切替器50−1〜50−nへ送信する。
FIG. 15 is a diagram showing a functional configuration example of the
本実施の形態のEMS30aは、実施の形態1と同様に、システム充放電計画の作成と、更新処理を行うが、本実施の形態のシステム充放電計画は切替器50−1〜50−nの接続先、すなわち、切替器50−1〜50−nのそれぞれに対応する充電器42にどの接続ユニット11を接続させるかを示す情報も含む。図16は、本実施の形態の充電器42−1〜42−nの充電スケジュールの一例を示す図である。図16では、充電器#iは、充電器42−iの識別情報を示しており、接続ユニット#jは、各充電器42−iに切替器50−iを介して接続される接続ユニット11−i−jの識別情報を示している。このように、本実施の形態では、充電器42ごとに、各接続ユニット11を介して充電する車両5を割当てる。本実施の形態のシステム充放電計画は、図16に示した充電スケジュールと同様に、各充電器42で充電される車両5がどの接続ユニット11に接続されるかの情報が追加される以外は実施の形態1のシステム充放電計画と同様である。切替制御部307は、生成されたシステム充放電計画にしたがって、切替器50−1〜50−nに対して切替指示を生成して送信する。
The EMS30a of the present embodiment creates and updates the system charge / discharge plan as in the first embodiment, but the system charge / discharge plan of the present embodiment is of the switch 50-1 to 50-n. It also includes information indicating which
本実施の形態のEMS30aは、実施の形態1と同様に、コンピュータシステムにより実現される。このコンピュータシステムの構成例は実施の形態1の図3と同様である。切替制御部307は、計画作成部302、更新判定部303、計画更新部304および指令生成部305と同様に、図3の制御部101により実現される。
The EMS30a of the present embodiment is realized by a computer system as in the first embodiment. The configuration example of this computer system is the same as that of FIG. 3 of the first embodiment. The switching
なお、ここでは、充電システム1bが、実施の形態1と同様にシステム充放電計画を作成するEMS30aを備える例を説明したが、実施の形態2で述べたように、充電システム1bが備えるEMSは、実施の形態1と同様でなくてもよい。例えば、天気予報センター31および道路交通センター32の情報を考慮せずに、運行計画と過去の実績に基づく太陽光発電設備22の発電量の予測値などに基づいてシステム充放電計画を作成し、作成したシステム充放電計画に基づいて充電器42−1〜42−nおよび蓄電池PCS43を制御するものであってもよい。
Here, an example in which the charging system 1b includes an
切替制御部307は、上述したように、システム充放電計画にしたがって切替器50−1〜50−nの切替制御を行うが、さらに、次のような機能を備えていてもよい。各車両5は、充電システム1bが設置された事業所などに帰場すると、システム充放電計画に基づいた接続ユニット11に接続される。このとき、車両5が帰場したときに、車両5を充電することが予定されている充電器42が、他の車両5を充電中である場合がある。例えば、車両5−2が、23時から接続ユニット11−1−2を介して充電器42−1により充電される計画であったとする。21時に、車両5−2が帰場して接続ユニット11−1−2に接続され、そのときに、充電器42−1は接続ユニット11−1−1に接続された車両5−1を充電中であったとする。このような場合、システム充放電計画に従って切替制御を行うだけの場合には、EMS30aは、車両5−2の充電開始の予定時刻にならないと車両5−2の蓄電池のSOCを取得できない。本実施の形態では、車両5が接続ユニット11に接続されると同時に、接続ユニット11は、車両5の蓄電池のSOCを取得し、対応する切替器50−1〜50−nへ通知する。そして、切替器50−1〜50−nは、取得したSOCをEMS30aへ通知する。EMS30aは、取得したSOCに基づいて、システム充放電計画を更新する必要がある場合には、システム充放電計画を更新する。
As described above, the switching
例えば、切替器50−1が、接続されている複数の接続ユニット11のうちの1つである第1の接続ユニットを介して対応する充電器42が第1の移動体である車両5−1を充電しているとする。この充電の間に、切替器50−1は、接続されている複数の接続ユニット11のうち第1の接続ユニット以外の第2の接続ユニットに第1の移動体以外の第2の移動体である車両5−2が接続されるとする。この場合、切替器50−1は、第2の接続ユニットを介して第2の移動体から、第2の移動体が備える蓄電池の残量を示す残量情報であるSOCを取得してEMS30aへ送信する。あるいは、接続ユニット11−1−2は車両5−2が接続されると、車両5が接続されたことを切替器50−1を介してEMS30aへ通知する。EMS3aはこの通知を受けると、充電器42−1に、接続ユニット11−1−1に接続されている車両5−1への充電を一時的に停止させると共に、切替器50−1に充電器40−1の接続先を接続ユニット11−1−2に切り替えるよう指示する。充電器42−1は、この切り替え後に、車両5−2のSOCを取得してEMS30aへ送信する。EMS30aは、車両5−2のSOCを受信すると、切替器50−1に充電器40−1の接続先を接続ユニット11−1−2に切り替えるよう指示し、中断していた車両5−1への充電を再開するよう充電器40−1へ指示する。そして、EMS30aの計画更新部304は、切替器50−1〜50−nが第2の移動体から取得した新しいSOCに基づいてシステム充放電計画を更新する。
For example, the vehicle 5-1 in which the
図17は、本実施の形態の切替制御処理の一例を示すフローチャートである。なお、図17では、車両5が、接続ユニット11に接続されるとSOCを自動的に送信するのではなく、接続ユニット11が車両5の接続を検出した後に、充電器42が車両5からSOCを取得する例を示している。図17に示すように、切替制御部307は、システム充放電計画にしたがって切替制御を行う(ステップS31)。切替制御部307は、新たに接続された車両5があるか否かを判断する(ステップS32)。詳細には、例えば、接続ユニット11が、接続された車両5の識別情報を取得し、識別情報を切替器50を介してEMS30aへ通知し、これにより、切替制御部307が新たに接続された車両5を検出する。または、接続ユニット11が、単に電気的な接続を検出することにより、車両5が接続されたことを検出してもよい。
FIG. 17 is a flowchart showing an example of the switching control process of the present embodiment. In FIG. 17, the
新たに接続された車両5がある場合(ステップS32 Yes)、EMS30aは、現在の充電を一時的に停止させ(ステップS33)、一時的に切替器50を新たに接続された車両に切り替えさせる(ステップS34)。詳細には、ステップS33では、例えば、切替制御部307が、指令生成部305へ、新たに接続された車両5−1に対応する充電器42−1の充電を停止させるための指令を生成するよう指示し、指令生成部305が通信部301を介してこの指令を充電器42−1へ送信する。充電器42−1は、指示に基づいて、それまで充電していた車両5−2の充電を停止する。ステップS34では、切替制御部307が、車両5−1を充電器42−1と接続させるように接続を切り替えるよう切替器50−1へ指示し、切替器50−1が指示に基づいて接続を切り替える。
If there is a newly connected vehicle 5 (step S32 Yes), the EMS30a temporarily stops the current charging (step S33) and temporarily switches the
次に、充電器42−1は、新たに接続された車両5のSOCを取得する(ステップS35)。充電器42−1は、取得したSOCをEMS30aへ送信する。EMS30aは、充電器42の接続先を、充電を一時停止された車両5に切り替え(ステップS36)、充電を再開する(ステップS37)。詳細には、ステップS36では、切替制御部307が、切替器50−1へ、充電を一時停止された車両5−2を充電器42−1に接続するよう指示する。切替器50−1が指示に基づいて接続を切り替える。ステップS36では、指令生成部305が、充電を一時停止された車両5−2の充電を再開する指令を生成して通信部301を介して充電器42−1へ送信する。充電器42−1は、この指令に基づいて、車両5−2の充電を再開する。
Next, the charger 42-1 acquires the SOC of the newly connected vehicle 5 (step S35). The charger 42-1 transmits the acquired SOC to the
切替制御部307は、新たに接続された車両5のSOCに基づいて、計画の変更が必要であるか否かを判断する(ステップS38)。詳細には、例えば、切替制御部307は、システム充放電計画または図8に例示したような車両5ごとのSOCの予測値と、取得したSOCとを比較して、両者の差が一定値以上であった場合には、計画の変更が必要であると判断する。
The switching
ステップS32でNoの場合、およびステップS38でNoの場合、EMS30aは、ステップS31からの処理を再度実施する。 If No in step S32 and No in step S38, EMS30a repeats the process from step S31.
計画の変更が必要であると判断した場合(ステップS38 Yes)、EMS30aはシステム充放電計画を修正し(ステップS39)、ステップS31からの処理を再度実施する。ステップS39では、具体的には、切替制御部307が、計画更新部304へ計画の修正を指示する。このときに行われるシステム充放電計画の修正は、実施の形態1でSOCの実測値が取得されたときの処理と同様である。本実施の形態では、実施の形態1より早く車両5のSOCの実測値を取得できる場合があるので、実施の形態1に比べてより適切に再計画を行うことができる。例えば、ある車両5の蓄電池のSOCが、翌日の計画時の予想より著しく低下した場合にはこの車両5の充電時間を長くするまたは充電電力を高くする必要がある。本実施の形態のEMS30aは、早期にこのような状況を把握できるので、これらを反映した再計画を当該車両5の充電開始前に行うことができるため、状況に応じて当該車両5を充電する充電器42の変更なども効率よく実施することができる。
If it is determined that the plan needs to be changed (step S38 Yes), the EMS30a modifies the system charge / discharge plan (step S39) and re-executes the process from step S31. Specifically, in step S39, the switching
なお、切替器50は、車両5が接続ユニット11に接続されたのを検出して別の車両5の充電を止めずに並行して新たに接続された車両5のSOCを接続ユニット11経由で取得し、それをEMS30aに送信するようにしてもよい。この場合、ステップS32では、EMS30aが、接続ユニット11および切替器50を介して、新たに接続された車両5のSOCを取得することにより、新たな車両5の接続を検出する。そして、EMS30aは、ステップS33〜ステップS37を実行せずに、ステップS38,S39の処理を実施する。
The
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1,1a,1b 充電システム、2 電力系統、3 トランス、4 施設内電力系統、5−1〜5−n 車両、6 構内負荷、10−1〜10−n,42−1〜42−n 充電器、11−1〜11−n,11−1−1〜11−n−3 接続ユニット、20 蓄電池、21,43 蓄電池PCS、22 太陽光発電設備、23 発電量計測器、30,30a EMS、31 天気予報センター、32 道路交通センター、33 公衆回線、40 直流母線、41 変換器、44,45,46−1〜46−n 母線電圧検出器、47 直流負荷、50−1〜50−n 切替器、301 通信部、302 計画作成部、303 更新判定部、304 計画更新部、305 指令生成部、306 記憶部、307 切替制御部。 1,1a, 1b Charging system, 2 power system, 3 transformer, 4 facility power system, 5-1 to 5n vehicle, 6 premises load, 10-1 to 10-n, 42-1 to 42-n charging Charger, 11-1 to 11-n, 11-1-1 to 11-n-3 connection unit, 20 storage battery, 21,43 storage battery PCS, 22 photovoltaic power generation equipment, 23 power generation measuring instrument, 30, 30a EMS, 31 Weather Forecast Center, 32 Road Traffic Center, 33 Public Line, 40 DC Bus, 41 Converter, 44, 45, 46-1 to 46-n Bus Voltage Detector, 47 DC Load, 50-1 to 50-n Switching Charger, 301 communication unit, 302 plan creation unit, 303 update judgment unit, 304 plan update unit, 305 command generation unit, 306 storage unit, 307 switching control unit.
Claims (14)
天候の予報を示す情報に基づいて前記太陽光発電設備の発電量を予測し、前記発電量の予測値と前記移動体の運行計画とに基づいて、前記システム充放電計画を作成する計画作成部と、
更新された天候の予報を示す情報に基づいて前記システム充放電計画を更新する計画更新部と
を備えることを特徴とするエネルギーマネージメントシステム。 A charging plan for a plurality of chargers capable of charging the mobile storage battery of the moving body, and a charging / discharging plan for the storage battery capable of storing the power generated by the solar power generation facility and supplying the discharged power to the charger. An energy management system that creates a system charge / discharge plan that includes
A planning unit that predicts the amount of power generated by the photovoltaic power generation facility based on information indicating the weather forecast, and creates the system charge / discharge plan based on the predicted value of the amount of power generation and the operation plan of the moving body. When,
An energy management system including a plan update unit that updates the system charge / discharge plan based on information indicating an updated weather forecast.
前記計画作成部は、さらに道路の渋滞予測を示す情報に基づいて前記システム充放電計画を作成し、
前記計画更新部は、更新された道路の渋滞予測を示す情報に基づいて前記システム充放電計画を更新することを特徴とする請求項1に記載のエネルギーマネージメントシステム。 The moving body is a vehicle traveling on a road.
The planning unit further creates the system charge / discharge plan based on the information indicating the road congestion prediction, and then creates the system charge / discharge plan.
The energy management system according to claim 1, wherein the plan update unit updates the system charge / discharge plan based on information indicating an updated road congestion forecast.
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のエネルギーマネージメントシステム。 Based on the system charge / discharge plan, a command for charging or discharging the control device and the charger for charging / discharging the storage battery is generated, and the command is transmitted to the corresponding control device or the charger. Command generator,
The energy management system according to claim 1 or 2, wherein the energy management system comprises.
前記指令生成部は、前記直流母線の電圧が標準電圧範囲内から逸脱した場合に、前記充電器および前記制御装置のうち少なくとも1つである電圧制御対象装置に対し、前記システム充放電計画に基づく前記指令の生成を停止し、前記電圧を標準電圧範囲内へおさめるための充電指令または放電指令を生成して前記電圧制御対象装置へ送信することを特徴とする請求項3に記載のエネルギーマネージメントシステム。 The plurality of chargers and the control device are connected to a DC bus, and the plurality of chargers and the control device are connected to each other.
The command generator is based on the system charge / discharge plan for the voltage controlled target device, which is at least one of the charger and the control device, when the voltage of the DC bus deviates from the standard voltage range. The energy management system according to claim 3, wherein the generation of the command is stopped, a charge command or a discharge command for keeping the voltage within the standard voltage range is generated and transmitted to the voltage control target device. ..
を備え、
前記切替器は、接続される前記充電器の接続先を前記複数の接続ユニットのいずれか1つに切り替え可能であり、前記複数の接続ユニットのうちの1つである第1の接続ユニットを介して前記充電器が前記移動体である第1の移動体を充電している間に、前記複数の接続ユニットのうち前記第1の接続ユニット以外の第2の接続ユニットに前記第1の移動体以外の前記移動体である第2の移動体が接続されると、前記第2の接続ユニットを介して前記第2の移動体から前記第2の移動体が備える前記移動体用蓄電池の残量を示す前記残量情報を取得し、
前記計画更新部は、前記切替器が前記第2の移動体から取得した前記残量情報に基づいて前記システム充放電計画を更新することを特徴とする請求項5に記載のエネルギーマネージメントシステム。 A switching control unit that controls a plurality of switching devices that are connected to the plurality of chargers and connected to a plurality of connecting units that can be connected to the moving body.
With
The switch can switch the connection destination of the connected charger to any one of the plurality of connection units, via a first connection unit which is one of the plurality of connection units. While the charger is charging the first mobile body, which is the mobile body, the first mobile body is connected to a second connection unit other than the first connection unit among the plurality of connection units. When the second moving body, which is the moving body other than the above, is connected, the remaining amount of the storage battery for the moving body included in the second moving body from the second moving body via the second connecting unit. Acquire the remaining amount information indicating
The energy management system according to claim 5, wherein the plan update unit updates the system charge / discharge plan based on the remaining amount information acquired from the second mobile body by the switch.
太陽光発電設備によって発電された電力を蓄電するとともに放電した電力を前記充電器へ供給可能な蓄電池と、
前記複数の充電器の充電計画と前記蓄電池の充放電計画とを含むシステム充放電計画を作成するエネルギーマネージメントシステムと、
を備え、
前記エネルギーマネージメントシステムは、
天候の予報を示す情報に基づいて前記太陽光発電設備の発電量を予測し、前記発電量の予測値と前記移動体の運行計画とに基づいて、前記システム充放電計画を作成する計画作成部と、
更新された天候の予報を示す情報に基づいて前記システム充放電計画を更新する計画更新部と、
を備えることを特徴とする充電システム。 Multiple chargers that can charge the mobile storage battery of the mobile
A storage battery that can store the power generated by the photovoltaic power generation equipment and supply the discharged power to the charger.
An energy management system that creates a system charge / discharge plan including a charge plan for the plurality of chargers and a charge / discharge plan for the storage battery.
With
The energy management system
A planning unit that predicts the amount of power generated by the photovoltaic power generation facility based on information indicating the weather forecast, and creates the system charge / discharge plan based on the predicted value of the amount of power generation and the operation plan of the moving body. When,
A plan update unit that updates the system charge / discharge plan based on the updated weather forecast information,
A charging system characterized by being equipped with.
を備え、
前記充電器は、前記直流母線から供給される直流電力を用いて前記移動体を充電することを特徴とする請求項9に記載の充電システム。 A converter that converts AC power supplied from the power system into DC power and supplies it to the DC bus.
With
The charging system according to claim 9, wherein the charger uses DC power supplied from the DC bus to charge the mobile body.
を備え、
前記制御装置は、前記直流母線から供給される直流電力を用いて前記蓄電池を充電し、前記蓄電池から放電された電力を前記直流母線へ供給することを特徴とする請求項10に記載の充電システム。 A control device that charges and discharges the storage battery,
With
The charging system according to claim 10, wherein the control device charges the storage battery using the DC power supplied from the DC bus, and supplies the power discharged from the storage battery to the DC bus. ..
を備え、
前記切替器は、接続される前記充電器の接続先を前記複数の接続ユニットのいずれか1つに切り替え可能であり、前記複数の接続ユニットのうちの1つである第1の接続ユニットを介して前記充電器が前記移動体である第1の移動体を充電している間に、前記複数の接続ユニットのうち前記第1の接続ユニット以外の第2の接続ユニットに前記第1の移動体以外の前記移動体である第2の移動体が接続されると、前記第2の接続ユニットを介して前記第2の移動体から前記第2の移動体が備える前記移動体用蓄電池の残量を示す残量情報を取得し、前記第2の移動体から取得した前記残量情報を前記エネルギーマネージメントシステムへ送信し、
前記エネルギーマネージメントシステムは、前記第2の移動体から取得した前記残量情報に基づいて前記システム充放電計画を更新することを特徴とする請求項9から11のいずれか1つに記載の充電システム。 A plurality of switches connected to the plurality of chargers and connected to a plurality of connection units that can be connected to the mobile body.
With
The switch can switch the connection destination of the charger to be connected to any one of the plurality of connection units, via a first connection unit which is one of the plurality of connection units. While the charger is charging the first mobile body, which is the mobile body, the first mobile body is connected to a second connection unit other than the first connection unit among the plurality of connection units. When a second mobile body other than the above mobile body is connected, the remaining amount of the storage battery for the mobile body included in the second mobile body from the second mobile body via the second connection unit. The remaining amount information obtained from the second moving body is transmitted to the energy management system.
The charging system according to any one of claims 9 to 11, wherein the energy management system updates the system charge / discharge plan based on the remaining amount information acquired from the second mobile body. ..
太陽光発電設備によって発電された電力を蓄電するとともに放電した電力を前記充電器へ供給可能な蓄電池と、
前記複数の充電器の充電計画と前記蓄電池の充放電計画とを含むシステム充放電計画を作成するエネルギーマネージメントシステムと、
電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換して直流母線に出力する変換器と、
を備え、
前記充電器は、前記直流母線から供給される直流電力を用いて前記移動体を充電することを特徴とする充電システム。 Multiple chargers that can charge the mobile storage battery of the mobile
A storage battery that can store the power generated by the photovoltaic power generation equipment and supply the discharged power to the charger.
An energy management system that creates a system charge / discharge plan including a charge plan for the plurality of chargers and a charge / discharge plan for the storage battery.
A converter that converts AC power supplied from the power system into DC power and outputs it to the DC bus.
With
The charger is a charging system characterized in that the mobile body is charged by using DC power supplied from the DC bus.
天候の予報を示す情報に基づいて前記太陽光発電設備の発電量を予測し、前記発電量の予測値と前記移動体の運行計画とに基づいて、前記システム充放電計画を作成する計画作成ステップと、
更新された天候の予報を示す情報に基づいて前記システム充放電計画を更新する計画更新ステップと、
を含むことを特徴とする充放電管理方法。 A charging plan for a plurality of chargers capable of charging the mobile storage battery of the moving body, and a charging / discharging plan for the storage battery capable of storing the power generated by the photovoltaic power generation facility and supplying the discharged power to the charger. It is a charge / discharge management method in an energy management system that creates a system charge / discharge plan including and.
A plan creation step in which the amount of power generated by the photovoltaic power generation facility is predicted based on information indicating a weather forecast, and the system charge / discharge plan is created based on the predicted value of the amount of power generation and the operation plan of the moving body. When,
A plan update step that updates the system charge / discharge plan based on the updated weather forecast information, and
A charge / discharge management method comprising.
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