JP2021093802A - 電力管理システム、及びサーバ - Google Patents

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Abstract

【課題】蓄電装置のユーザに電力の需給調整を要請するときに、蓄電装置の劣化を抑制することを望むユーザに配慮して要請を行なうことができる電力管理システム及びサーバを提供する。【解決手段】電力管理システムが、複数の蓄電装置(たとえば、蓄電装置を備える車両)とサーバ30とを備える。サーバ30は、複数の蓄電装置から少なくとも1つの蓄電装置を選定する選定部と、選定された蓄電装置に対するスケジュールを作成するスケジュール作成部と、作成されたスケジュールに従って外部充電及び外部給電の少なくとも一方を制御することを、選定された蓄電装置のユーザに要請する要請部とを備える。サーバ30は、要望度(電池寿命優先/インセンティブ優先)を示す要望情報を取得し、取得された要望情報を用いて、蓄電装置の選定とスケジュールの作成との少なくとも一方を行なう。【選択図】図10

Description

本開示は、電力管理システム及びサーバに関し、より具体的には、蓄電装置を利用して電力の需給調整を行なう技術に関する。
電気自動車のような移動体を利用して電力の需給調整を行なう技術が知られている。たとえば、特開2012−048286号公報(特許文献1)には、蓄電装置を備える複数の電気自動車と、充電監視制御センタとを含む電力管理システムが開示されている。充電監視制御センタは、蓄電装置の充電を行なう電気自動車を募集して、応募があった各電気自動車の充電場所及び充電量を決定するとともに、充電場所への移動を各電気自動車に指示するように構成される。
特開2012−048286号公報
上記特許文献1に記載される電力管理システムでは、電気自動車のユーザは、充電監視制御センタからの要請に従って充電を行なうことにより、インセンティブを受け取ることができる。しかしながら、全てのユーザがインセンティブを最優先にするとは限らない。ユーザの中には、充電監視制御センタからの要請に応えてインセンティブを受け取るよりも、蓄電装置の劣化を抑制することを望むユーザもいる。上記特許文献1に記載される電力管理システムでは、こうしたユーザに対して何ら配慮がなされておらず、改善の余地が残されている。
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄電装置のユーザに電力の需給調整を要請するときに、蓄電装置の劣化を抑制することを望むユーザに配慮して要請を行なうことができる電力管理システム及びサーバを提供することである。
本開示に係る電力管理システムは、複数の蓄電装置とサーバとを備える。複数の蓄電装置の各々は、外部から供給される電力によって蓄電装置を充電する外部充電と、蓄電装置から外部へ電力を供給する外部給電との少なくとも一方を行なうように構成される。サーバは、選定部と、スケジュール作成部と、要請部とを備える。選定部は、複数の蓄電装置から少なくとも1つの蓄電装置を選定するように構成される。スケジュール作成部は、選定された蓄電装置に対するスケジュールを作成するように構成される。要請部は、作成されたスケジュールに従って外部充電及び外部給電の少なくとも一方を制御することを、選定された蓄電装置のユーザに要請するように構成される。サーバは、蓄電装置の劣化を抑制することをユーザが望む程度である第1要望度と、上記の要請に応じてインセンティブを得ることをユーザが望む程度である第2要望度との少なくとも一方の要望度を示す要望情報を蓄電装置ごとに取得し、取得された要望情報を用いて、蓄電装置の選定とスケジュールの作成との少なくとも一方を行なうように構成される。
本開示に係るサーバは、複数の蓄電装置を備える電力管理システムで用いられるサーバである。複数の蓄電装置の各々は、外部から供給される電力によって蓄電装置を充電する外部充電と、蓄電装置から外部へ電力を供給する外部給電との少なくとも一方を行なうように構成される。サーバは、選定部と、スケジュール作成部と、要請部とを備える。選定部は、複数の蓄電装置から少なくとも1つの蓄電装置を選定するように構成される。スケジュール作成部は、選定された蓄電装置に対するスケジュールを作成するように構成される。要請部は、作成されたスケジュールに従って外部充電及び外部給電の少なくとも一方を制御することを、選定された蓄電装置のユーザに要請するように構成される。サーバは、蓄電装置の劣化を抑制することをユーザが望む程度である第1要望度と、上記の要請に応じてインセンティブを得ることをユーザが望む程度である第2要望度との少なくとも一方の要望度を示す要望情報を蓄電装置ごとに取得し、取得された要望情報を用いて、蓄電装置の選定とスケジュールの作成との少なくとも一方を行なうように構成される。
上記サーバの要請部は、蓄電装置のユーザに電力の需給調整を要請することができる。要請部は、蓄電装置のユーザに紐付けてサーバに登録された通信装置へ信号を送信してもよい。複数の蓄電装置の各々のユーザは、要請部の要請に従って、蓄電装置による外部充電及び外部給電の少なくとも一方を制御すること(又は、上記スケジュールが示す期間においてサーバによる蓄電装置の遠隔操作を許可すること)により、電力の需給調整に貢献することができる。以下、上記要望情報においてインセンティブを得ることよりも蓄電装置の劣化を抑制することを望むユーザを「第1ユーザ」とも称し、上記要望情報において蓄電装置の劣化を抑制することよりもインセンティブを得ることを望むユーザを「第2ユーザ」とも称する。
上記サーバは、要望情報を用いて、蓄電装置の選定とスケジュールの作成との少なくとも一方を行なうように構成される。たとえば、サーバは、蓄電装置の劣化を招き得る要請に対しては、蓄電装置の選定において、第1ユーザの蓄電装置が選定されにくくしてもよい。また、サーバは、第1ユーザの蓄電装置に対するスケジュールの作成において、蓄電装置が劣化しにくいスケジュールを作成してもよい。このように、サーバは、蓄電装置の選定とスケジュールの作成との少なくとも一方によって、各蓄電装置の劣化しやすさを調整することができる。このため、上記サーバによれば、蓄電装置のユーザに電力の需給調整を要請するときに、蓄電装置の劣化を抑制することを望むユーザに配慮して要請を行なうことが可能になる。
上記要望情報は、ユーザが蓄電装置の劣化を抑制することを望む程度を、蓄電装置の劣化抑制を望む/望まないのいずれかで示す情報と、ユーザがインセンティブを得ることを望む程度を、インセンティブを得ることを望む/望まないのいずれかで示す情報との少なくとも一方であってもよい。
上記構成によれば、各蓄電装置のユーザを第1ユーザ(すなわち、インセンティブ獲得よりも蓄電装置の劣化抑制を望むユーザ)と第2ユーザ(すなわち、蓄電装置の劣化抑制よりもインセンティブ獲得を望むユーザ)とに分けることができる。サーバは、蓄電装置の選定とスケジュールの作成との少なくとも一方を、第1ユーザと第2ユーザとで異なる態様で行なうことによって、ユーザごとに適した要請を行なうことが可能になる。
上記では、要望情報が、第1要望度及び第2要望度の各々を2段階(望む/望まない)で示す情報であると仮定して、各蓄電装置のユーザを第1ユーザと第2ユーザとに分けて説明を行なったが、要望情報は、第1要望度及び第2要望度の各々を2段階で示す情報には限られない。要望情報は、各要望度を3段階以上で示す情報であってもよいし、各要望度を0〜100の連続値で示す情報であってもよい。
上記選定部は、上記要請部によってユーザに外部充電が要請される蓄電装置を選定するときには、第1要望度が低い又は第2要望度が高い蓄電装置から優先的に選ぶように構成されてもよい。
蓄電装置の劣化は、充電頻度が高くなるほど進行する傾向がある。上記構成によれば、ユーザに外部充電が要請される蓄電装置を選定部が選定するときには、第1要望度が低い又は第2要望度が高いユーザの蓄電装置から優先的に選ばれる。第1要望度が低いユーザの蓄電装置から優先的に選ばれることにより、第1要望度が高いユーザの蓄電装置の充電頻度の増加を抑制することができる。そして、蓄電装置の充電頻度の増加が抑制されることで、蓄電装置の劣化が抑制される。また、第2要望度が高いユーザの蓄電装置から優先的に選ばれることにより、第2要望度が高いユーザはインセンティブを獲得しやすくなる。
上記選定部は、上記要請部によってユーザに外部給電が要請される蓄電装置を選定するときには、第1要望度が高い又は第2要望度が高い蓄電装置から優先的に選ぶように構成されてもよい。
また、蓄電装置は、高SOC状態で放置されると劣化しやすい。SOC(State Of Charge)は、蓄電残量を示し、たとえば、満充電状態の蓄電量に対する現在の蓄電量の割合を0〜100%で表わしたものである。上記構成によれば、ユーザに外部給電が要請される蓄電装置を選定部が選定するときに、第1要望度が高い又は第2要望度が高いユーザの蓄電装置から優先的に選ばれる。第1要望度が高いユーザの蓄電装置から優先的に選ばれることにより、第1要望度が高いユーザの蓄電装置のSOCを低くすることができる。そして、蓄電装置のSOCを低くすることで、蓄電装置の劣化が抑制される。また、第2要望度が高いユーザの蓄電装置から優先的に選ばれることにより、第2要望度が高いユーザはインセンティブを獲得しやすくなる。
上記選定部は、上記要請部によってユーザに外部給電が要請される蓄電装置を選定するときには、所定の条件を満たす状態の蓄電装置の中で第1要望度が高い又は第2要望度が低い蓄電装置から優先的に選ぶように構成されてもよい。
上記構成によれば、ユーザに外部給電が要請される蓄電装置を選定部が選定するときに、所定の条件を満たす状態の蓄電装置のみが選ばれる。所定の条件は、蓄電装置のSOCが所定値以上であるときに満たされてもよいし、蓄電装置の温度が所定値以上であるときに満たされてもよい。また、ユーザに外部給電が要請される蓄電装置を選定部が選定するときには、第1要望度が高い又は第2要望度が低いユーザの蓄電装置から優先的に選ばれる。このため、第1要望度が高い又は第2要望度が低いユーザの蓄電装置が劣化しやすい状態(たとえば、高SOC状態)で放置されることを抑制できる。また、蓄電装置が高温である場合には、蓄電装置に異常が生じている可能性がある。高温状態の蓄電装置のSOCを低下させることで、安全性を高めることができる。
上記構成によれば、ユーザに外部給電が要請される蓄電装置を選定部が選定するときに、要望度の高いユーザの蓄電装置が選定されやすくなる。これにより、要望度の高いユーザの蓄電装置の劣化を抑制できる。しかし、蓄電装置の選定において要望度の高いユーザの蓄電装置を優先的に選ぶことにより、要望度の低いユーザのインセンティブを得る機会が奪われる可能性がある。こうした課題に鑑みて、下記構成を採用してもよい。
上記サーバは、上記要請部の要請に応えたときにユーザに与えられるインセンティブ単価を、ユーザごとに管理するとともに、第1要望度が低い又は第2要望度が高いユーザほどインセンティブ単価を高くするように構成されてもよい。
上記構成では、第1要望度が低い又は第2要望度が高いユーザほどインセンティブ単価を高くする。蓄電装置のユーザは、第1要望度を低くする(又は、第2要望度を高くする)と、蓄電装置が劣化しやすくなる代わりに、高いインセンティブを得やすくなる。これにより、ユーザ間の公平性を担保することができる。
上記複数の蓄電装置の各々は、複数の移動体の各々に搭載されてもよい。上記サーバは、移動体ごとの次回出発時刻を取得するように構成されてもよい。複数の移動体の各々は、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて移動するように構成されてもよい。上記スケジュール作成部は、選定された移動体に対する充電スケジュールを作成するときには、第1要望度が高い又は第2要望度が低いユーザの移動体ほど、充電終了時刻と次回出発時刻との乖離度が小さくなるように、充電スケジュールを作成してもよい。
移動体が外部充電を行なうと、蓄電装置のSOCが上昇し、充電終了時刻においては蓄電装置が高SOC状態になると考えられる。また、移動体が出発(すなわち、移動)することによって蓄電装置の電力が消費され、蓄電装置のSOCは低下すると考えられる。このため、充電終了時刻と次回出発時刻との乖離度が小さいほど、蓄電装置が高SOC状態で放置される時間が短くなると考えられる。上記構成では、第1要望度が高い又は第2要望度が低いユーザの移動体ほど充電終了時刻と次回出発時刻との乖離度が小さくなるように充電スケジュールが作成される。これにより、第1要望度が高い又は第2要望度が低いユーザの蓄電装置が高SOC状態で放置されること(ひいては、蓄電装置が劣化すること)を抑制できる。
なお、サーバは、各移動体の履歴データ(たとえば、充電場所に到着してから出発するまでの滞在時間)を用いて、移動体ごとの次回出発時刻を予測してもよい。また、サーバは、移動体のユーザから次回出発時刻(すなわち、ユーザの予定)を取得してもよい。ユーザは、任意の通信機器(たとえば、携帯端末)を用いて、次回出発時刻をサーバへ送信できる。
上記選定部は、要望情報を用いて、単位期間あたりの充電回数の上限値を、蓄電装置ごとに設定し、単位期間あたりの充電回数が上限値を超えている蓄電装置を、選定の候補から除外するように構成されてもよい。
蓄電装置の劣化は、単位期間あたりの充電回数が多くなるほど進行する傾向がある。上記サーバは、単位期間あたりの充電回数が上限値を超えている蓄電装置を、選定の候補から除外することができる。これにより、要請部からの要請に従う外部充電又は外部給電によって蓄電装置の劣化が進行することを抑制できる。上記サーバは、要望情報を用いて単位期間あたりの充電回数の上限値を設定するため、第1要望度が高い又は第2要望度が低いユーザの蓄電装置の劣化を抑制できる。
なお、充電回数は、充電開始から充電停止までを1回とする。充電開始は、蓄電装置が非充電状態(すなわち、充電を行なっていない状態)から充電状態(すなわち、充電を行なっている状態)になることである。充電停止は、蓄電装置が充電状態から非充電状態になることである。蓄電装置が充電状態から放電状態(すなわち、放電を行なっている状態)へ切り替わることも、充電停止に含まれる。
また、上限値の設定には、上限値に有効な数値が設定されることのほか、「上限値なし」の設定も含まれる。上記選定部は、上限値に「無限大」を設定することにより、実質的に「上限値なし」の設定を行なってもよい。
上述したいずれかの電力管理システムは、複数の蓄電装置のユーザごとに携帯される複数の携帯端末を備えてもよい。複数の携帯端末の各々は、蓄電装置のユーザからの入力を受け付け、蓄電装置のユーザによって要望情報が入力されると、入力された要望情報をサーバへ送信するように構成されてもよい。
上記構成によれば、ユーザが携帯端末を通じてサーバへ要望情報を送信することが可能になる。
上述したいずれかの電力管理システムにおいて、複数の蓄電装置の各々は、複数の移動体の各々に搭載されてもよい。上述したいずれかの電力管理システムは、移動体ごとに搭載された複数のユーザ端末を備えてもよい。複数のユーザ端末の各々は、蓄電装置のユーザからの入力を受け付け、蓄電装置のユーザによって要望情報が入力されると、入力された要望情報をサーバへ送信するように構成されてもよい。
上記構成によれば、ユーザが移動体のユーザ端末を通じてサーバへ要望情報を送信することが可能になる。
なお、上記ユーザからの入力は、GUI(Graphical User Interface)に対する入力であってもよいし、音声入力であってもよい。また、ユーザは、ボタン又はレバーのような部材を操作することによって上記入力を行なってもよい。携帯端末又はユーザ端末からサーバへの信号は、携帯端末又はユーザ端末から直接的にサーバに送られてもよいし、携帯端末又はユーザ端末から他の装置を経由してサーバに送られてもよい。
上述したいずれかの電力管理システムにおいて、複数の蓄電装置の各々は、複数の車両の各々に搭載されてもよい。上述したいずれかの電力管理システムは、複数の車両の各々と電気的に接続可能に構成される複数の電力設備と、複数の電力設備の各々に電力を供給する電力網とをさらに備えてもよい。上記要請部は、スケジュールに従って外部充電及び外部給電の少なくとも一方を制御することを車両のユーザに要請する信号を、車両に搭載された通信機器と、車両のユーザが携帯する携帯端末との少なくとも一方へ送信するように構成されてもよい。
上記構成によれば、サーバが車両(より特定的には、上記通信機器)及び/又は携帯端末へ上記信号を送信することによって、電力網の需給バランスを調整することができる。
なお、サーバから車両又は携帯端末への信号は、サーバから直接的に車両又は携帯端末送られてもよいし、サーバから他の装置(たとえば、上記電力設備)を経由して車両又は携帯端末に送られてもよい。
上記移動体は、電動車両であってもよい。電動車両は、車両に搭載された蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行するように構成される車両である。移動体は、遠隔操作可能に構成されてもよいし、自動運転可能に構成されてもよい。移動体は、飛行体(たとえば、ドローン)であってもよい。
本開示によれば、蓄電装置のユーザに電力の需給調整を要請するときに、蓄電装置の劣化を抑制することを望むユーザに配慮して要請を行なうことができる電力管理システム及びサーバを提供することが可能になる。
本開示の実施の形態に係る電力管理システムに含まれる車両の構成を示す図である。 本開示の実施の形態に係る電力管理システムの概略的な構成を示す図である。 本開示の実施の形態に係る電力管理システムに含まれる電力網と複数のEVSEと複数の車両とを示す図である。 本開示の実施の形態に係る電力管理システムに含まれる車両制御装置、サーバ、及び携帯端末の詳細構成を示す図である。 図4に示したサーバが保有する車両情報及びユーザ情報の詳細について説明するための図である。 本開示の実施の形態に係る電力管理システムにおいて、アグリゲータが電力市場で電力取引を行なうときにサーバによって実行される処理を示すフローチャートである。 図6に示したDR車両の選定に係る処理の詳細を示すフローチャートである。 充電回数が1回である充電スケジュールの一例を示す図である。 充電回数が5回である充電スケジュールの一例を示す図である。 図7に示した処理によって行なわれるDR車両の選定について説明するための図である。 図6に示した処理によって行なわれる充電スケジュールの作成について説明するための図である。 本開示の実施の形態に係る電力管理システムにおいて、DR車両の蓄電装置の充放電制御を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態に係る電力管理システムにおいて、非DR車両の蓄電装置の充放電制御を示すフローチャートである。 図10に示したDR車両の選定の変形例について説明するための図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
この実施の形態に係る電力管理システムは、複数の車両を含む。電力管理システムにおける複数の車両は、互いに異なる構成を有してもよいが、この実施の形態では互いに同一の構成を有する。以下、区別して説明する場合を除いて、電力管理システムに含まれる複数の車両の各々を「車両50」と記載し、電力管理システムに含まれる複数のEVSEの各々を「EVSE40」と記載する。EVSEは、車両用給電設備(Electric Vehicle Supply Equipment)を意味する。
図1は、この実施の形態に係る電力管理システムに含まれる車両50の構成を示す図である。図1を参照して、車両50は、走行用の電力を蓄電するバッテリ130を備える。バッテリ130は、たとえばリチウムイオン電池又はニッケル水素電池のような二次電池を含んで構成される。この実施の形態では、二次電池として、複数のリチウムイオン電池を含む組電池を採用する。組電池は、複数の単電池(一般に「セル」とも称される)が互いに電気的に接続されて構成される。なお、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタのような他の蓄電装置を採用してもよい。この実施の形態に係るバッテリ130は、本開示に係る「蓄電装置」の一例に相当する。
車両50は、電子制御ユニット(以下、「ECU(Electronic Control Unit)」と称する)150を備える。ECU150は、バッテリ130の充電制御及び放電制御を行なうように構成される。また、ECU150は、車両50の外部との通信を制御するように構成される。車両50は、バッテリ130の状態を監視する監視モジュール131をさらに備える。監視モジュール131は、バッテリ130の状態(たとえば、電圧、電流、及び温度)を検出する各種センサを含み、検出結果をECU150へ出力する。ECU150は、監視モジュール131の出力(すなわち、各種センサの検出値)に基づいてバッテリ130の状態(たとえば、温度、電流、電圧、SOC、及び内部抵抗)を取得することができる。車両50は、バッテリ130に蓄えられた電力のみを用いて走行可能な電気自動車(EV)であってもよいし、バッテリ130に蓄えられた電力とエンジン(図示せず)の出力との両方を用いて走行可能なプラグインハイブリッド車(PHV)であってもよい。この実施の形態では、車両50がユーザによって運転されるが、車両50は自動運転可能に構成されてもよい。
車両50は、EVSE40の給電方式に対応するインレット110及び充放電器120を備える。インレット110は、車両50の外部から供給される電力を受電するように構成される。また、インレット110は、充放電器120から供給される電力を車両50の外部へ出力するように構成される。なお、図1には、インレット110及び充放電器120のみを示しているが、車両50は、複数種の給電方式(たとえば、AC方式及びDC方式)に対応できるように、給電方式ごとの複数のインレット及び充放電器を備えてもよい。
EVSE40には、充電ケーブル42が接続される。充電ケーブル42は、常にEVSE40に接続されていてもよいし、EVSE40に対して着脱可能であってもよい。充電ケーブル42は、先端にコネクタ43を有し、内部に電力線を含む。インレット110には、充電ケーブル42のコネクタ43を接続することができる。EVSE40につながれた充電ケーブル42のコネクタ43が車両50のインレット110に接続されることで、EVSE40と車両50とが電気的に接続される。これにより、EVSE40から充電ケーブル42を通じて車両50に電力を供給することが可能になる。
充放電器120は、インレット110とバッテリ130との間に位置する。充放電器120は、インレット110からバッテリ130までの電力経路の接続/遮断を切り替えるリレーと、電力変換回路(たとえば、双方向コンバータ)と(いずれも図示せず)を含んで構成される。充放電器120に含まれるリレー及び電力変換回路の各々は、ECU150によって制御される。車両50は、充放電器120の状態を監視する監視モジュール121をさらに備える。監視モジュール121は、充放電器120の状態(たとえば、電圧、電流、及び温度)を検出する各種センサを含み、検出結果をECU150へ出力する。この実施の形態では、監視モジュール121が、上記電力変換回路に入力される電圧及び電流と、上記電力変換回路から出力される電圧及び電流とを検出するように構成される。
車両50外部のEVSE40とインレット110とが充電ケーブル42を介して接続されることにより、EVSE40と車両50との間で電力の授受を行なうことが可能になる。このため、車両50による外部充電(すなわち、車両50の外部から電力の供給を受けて車両50のバッテリ130を充電すること)が可能になる。外部充電のための電力は、たとえばEVSE40から充電ケーブル42を通じてインレット110に供給される。充放電器120は、インレット110が受電した電力をバッテリ130の充電に適した電力に変換し、変換された電力をバッテリ130へ出力するように構成される。また、EVSE40とインレット110とが充電ケーブル42を介して接続されることにより、車両50による外部給電(すなわち、車両50から充電ケーブル42を通じてEVSE40に給電を行なうこと)が可能になる。外部給電のための電力は、バッテリ130から充放電器120に供給される。充放電器120は、バッテリ130から供給される電力を外部給電に適した電力に変換し、変換された電力をインレット110へ出力するように構成される。外部充電及び外部給電のいずれかを実行するときには充放電器120のリレーが閉状態(接続状態)にされ、外部充電及び外部給電のいずれも実行しないときには充放電器120のリレーが開状態(遮断状態)にされる。
なお、充放電器120の構成は上記に限られず適宜変更可能である。充放電器120は、たとえば整流回路、PFC(Power Factor Correction)回路、絶縁回路(たとえば、絶縁トランス)、インバータ、及びフィルタ回路の少なくとも1つを含んでもよい。車両50がAC方式のEVSEに対して外部給電を行なう場合には、バッテリ130から放電された電力に充放電器120がDC/AC変換を行ない、変換後の交流電力が車両50からEVSEへ供給されてもよい。車両50がDC方式のEVSEに対して外部給電を行なう場合には、車両50からEVSEへ直流電力が供給され、EVSEに内蔵されるインバータによってDC/AC変換が行なわれるようにしてもよい。DC方式のEVSEの規格は、CHAdeMO、CCS(Combined Charging System)、GB/T、Teslaのいずれであってもよい。
ECU150は、プロセッサ151、RAM(Random Access Memory)152、記憶装置153、及びタイマ154を含んで構成される。プロセッサ151としては、たとえばCPU(Central Processing Unit)を採用できる。RAM152は、プロセッサ151によって処理されるデータを一時的に記憶する作業用メモリとして機能する。記憶装置153は、格納された情報を保存可能に構成される。記憶装置153は、たとえばROM(Read Only Memory)及び書き換え可能な不揮発性メモリを含む。記憶装置153には、プログラムのほか、プログラムで使用される情報(たとえば、マップ、数式、及び各種パラメータ)が記憶されている。この実施の形態では、記憶装置153に記憶されているプログラムをプロセッサ151が実行することで、ECU150における各種制御が実行される。ただし、ECU150における各種制御は、ソフトウェアによる実行に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で実行することも可能である。なお、ECU150が備えるプロセッサの数は任意であり、所定の制御ごとにプロセッサが用意されてもよい。
タイマ154は、設定時刻の到来をプロセッサ151に知らせるように構成される。タイマ154に設定された時刻になると、タイマ154からプロセッサ151へその旨を知らせる信号が送信される。この実施の形態では、タイマ154としてタイマ回路を採用する。ただし、タイマ154は、ハードウェア(タイマ回路)ではなく、ソフトウェアによって実現してもよい。また、ECU150は、ECU150に内蔵されるリアルタイムクロック(RTC)回路(図示せず)を利用して現在時刻を取得できる。
車両50は、走行駆動部140と、入力装置160と、報知装置170と、通信機器180と、駆動輪Wとをさらに備える。なお、車両50の駆動方式は、図1に示される前輪駆動に限られず、後輪駆動又は4輪駆動であってもよい。
走行駆動部140は、図示しないPCU(Power Control Unit)とMG(Motor Generator)とを含み、バッテリ130に蓄えられた電力を用いて車両50を走行させるように構成される。PCUは、たとえば、プロセッサを含んで構成される制御装置と、インバータと、コンバータと、リレー(以下、「SMR(System Main Relay)」と称する)と(いずれも図示せず)を含んで構成される。PCUの制御装置は、ECU150からの指示(制御信号)を受信し、その指示に従ってPCUのインバータ、コンバータ、及びSMRを制御するように構成される。MGは、たとえば三相交流モータジェネレータである。MGは、PCUによって駆動され、駆動輪Wを回転させるように構成される。また、MGは、回生発電を行ない、発電した電力をバッテリ130に供給するように構成される。SMRは、バッテリ130からPCUまでの電力経路の接続/遮断を切り替えるように構成される。SMRは、車両50の走行時に閉状態(接続状態)にされる。
入力装置160は、ユーザからの入力を受け付ける装置である。入力装置160は、ユーザによって操作され、ユーザの操作に対応する信号をECU150へ出力する。通信方式は有線でも無線でもよい。入力装置160の例としては、各種スイッチ、各種ポインティングデバイス、キーボード、タッチパネルが挙げられる。入力装置160は、カーナビゲーションシステムの操作部であってもよい。入力装置160は、音声入力を受け付けるスマートスピーカであってもよい。
報知装置170は、ECU150から要求があったときに、ユーザ(たとえば、車両50の乗員)へ所定の報知処理を行なうように構成される。報知装置170は、表示装置(たとえば、タッチパネルディスプレイ)、スピーカ(たとえば、スマートスピーカ)、及びランプ(たとえば、MIL(故障警告灯))の少なくとも1つを含んでもよい。報知装置170は、メータパネル、ヘッドアップディスプレイ、又はカーナビゲーションシステムであってもよい。
通信機器180は、各種通信I/F(インターフェース)を含んで構成される。通信機器180は、DCM(Data Communication Module)を含んでもよい。ECU150は、通信機器180を通じて車両50外部の通信装置と無線通信を行なうように構成される。
図示は省略しているが、車両50は、車両50の状態をリアルタイムで検出する各種センサ(たとえば、位置センサ、外気温センサ、車速センサ、及びオドメータなど)を備える。車両50の状態は、逐次検出され、ECU150の記憶装置153に記録される。位置センサは、GPS(Global Positioning System)を利用したセンサであってもよい。位置センサは、車両50に搭載されたカーナビゲーションシステム(図示せず)に含まれてもよい。
近年、電力会社が保有する大規模発電所(集中型エネルギーリソース)に依存した電力システムが見直され、各需要家が保有するエネルギーリソース(以下、「DSR(Demand Side Resources)」とも称する)を電力システムに活用する仕組みの構築が進められている。DSRは、分散型エネルギーリソース(以下、「DER(Distributed Energy Resources)」とも称する)として機能する。
DSRを電力システムに活用する仕組みとして、VPP(仮想発電所)が提案されている。VPPは、IoT(モノのインターネット)を利用した高度なエネルギーマネジメント技術により多数のDER(たとえば、DSR)を束ね、これらDERを遠隔・統合制御することによってあたかも1つの発電所のように機能させる仕組みである。VPPにおいて、DERを束ねてエネルギーマネジメントサービスを提供する電気事業者は、「アグリゲータ」と称される。電力会社は、たとえばアグリゲータと連携することにより、デマンドレスポンス(以下、「DR」とも称する)によって電力の需給バランスを調整することができる。
DRは、デマンドレスポンス信号(以下、「DR信号」とも称する)によって各需要家に所定の要請を行なうことにより電力の需給バランスを調整する手法である。DR信号は、電力需要の抑制又は逆潮流を要請するDR信号(以下、「下げDR信号」とも称する)と、電力需要の増加を要請するDR信号(以下、「上げDR信号」とも称する)との2種類に大別される。
この実施の形態に係る電力管理システムは、VGI(Vehicle Grid Integration)システムである。VGIシステムでは、VPPを実現するためのDSRとして、蓄電装置を備える電動車両(すなわち、上述した車両50)を採用する。
図2は、この実施の形態に係る電力管理システムの概略的な構成を示す図である。図2に示されるVGIシステム1は、本開示に係る「電力管理システム」の一例に相当する。図2には、車両、EVSE、及びアグリゲータサーバの各々を1つずつしか示していないが、VGIシステム1は、車両、EVSE、及びアグリゲータサーバの各々を複数含む。VGIシステム1に含まれる車両、EVSE、及びアグリゲータサーバの数は、各々独立して任意であり、10個以上であってもよいし、100個以上であってもよい。VGIシステム1に含まれる各車両は、個人が所有する車両(POV)であってもよいし、MaaS(Mobility as a Service)事業者が管理する車両(MaaS車両)であってもよい。図2には1つの携帯端末のみを図示しているが、携帯端末は、車両のユーザごとに携帯されている。図2には、家庭用のEVSEを例示するが、VGIシステム1は、不特定多数のユーザが使用可能な公共のEVSEを含んでもよい。
図2を参照して、VGIシステム1は、送配電事業者サーバ10(以下、単に「サーバ10」とも称する)と、スマートメータ11と、アグリゲータサーバ30(以下、単に「サーバ30」とも称する)と、EVSE40と、車両50(図1参照)と、HEMS−GW(Home Energy Management System−GateWay)60と、データセンタ70と、携帯端末80と、電力系統PGとを含む。この実施の形態では、携帯端末80として、タッチパネルディスプレイを具備するスマートフォンを採用する。ただしこれに限られず、携帯端末80としては、任意の携帯端末を採用可能であり、タブレット端末、スマートフォン、ウェアラブルデバイス(たとえば、スマートウォッチ)、電子キー、又はサービスツールなども採用可能である。
サーバ10は、送配電事業者に帰属するサーバである。この実施の形態では、電力会社が発電事業者及び送配電事業者を兼ねる。電力会社は、図示しない発電所及び送配電設備によって電力網(すなわち、電力系統PG)を構築するとともに、サーバ10、スマートメータ11、EVSE40、HEMS−GW60、及び電力系統PGを保守及び管理する。この実施の形態に係る電力系統PGは、本開示に係る「電力網」の一例に相当する。この実施の形態では、電力会社が、電力系統PGを運用する系統運用者に相当する。
電力会社は、たとえば電力を使用する需要家(たとえば、個人又は会社)と取引を行なうことにより利益を得ることができる。電力会社は、各需要家にスマートメータを提供する。たとえば、図2に示す車両50のユーザには、スマートメータ11が提供されている。各スマートメータを識別するための識別情報(以下、「メータID」とも称する)がスマートメータごとに付与されており、サーバ10は、各スマートメータの計測値をメータIDで区別して管理している。電力会社は、各スマートメータの計測値に基づいて需要家ごとの電力使用量を把握することができる。
VGIシステム1においては、複数のアグリゲータを識別するための識別情報(ID)がアグリゲータごとに付与されている。サーバ10はアグリゲータごとの情報をアグリゲータのIDで区別して管理している。アグリゲータは、管轄内の需要家が制御した電力量を束ねることによってエネルギーマネジメントサービスを提供する。アグリゲータは、DR信号によって各需要家に電力平準化を要請することにより電力量を制御することができる。
サーバ30は、アグリゲータに帰属するサーバである。サーバ30は、制御装置31と、記憶装置32と、通信装置33とを含んで構成される。制御装置31は、プロセッサを含み、所定の情報処理を行なうとともに通信装置33を制御するように構成される。サーバ30の構成の詳細については後述する。VGIシステム1においてアグリゲータ(ひいては、サーバ30)が管理するDSRは電動車両(たとえば、POV又はMaaS車両)である。需要家は、電動車両によって電力量を制御することができる。アグリゲータは、車両50だけでなく、車両50以外のリソース(たとえば、自動販売機、植物工場、又はバイオマス)からも、電気の供給力(容量)を調達してもよい。アグリゲータは、たとえば電力会社と取引を行なうことにより利益を得ることができる。なお、アグリゲータは、送配電事業者(たとえば、電力会社)と連絡する上位アグリゲータと、需要家と連絡する下位アグリゲータとに分かれていてもよい。
データセンタ70は、制御装置71と、記憶装置72と、通信装置73とを含んで構成される。制御装置71は、プロセッサを含み、所定の情報処理を行なうとともに通信装置73を制御するように構成される。記憶装置72は、各種情報を保存可能に構成される。通信装置73は各種通信I/Fを含む。制御装置71は、通信装置73を通じて外部と通信するように構成される。データセンタ70は、登録された複数の携帯端末(携帯端末80を含む)の情報を管理するように構成される。携帯端末の情報には、端末自体の情報(たとえば、携帯端末の通信アドレス)に加えて、携帯端末を携帯するユーザに関する情報(たとえば、当該ユーザに帰属する車両50の車両ID)も含まれる。携帯端末を識別するための識別情報(以下、「端末ID」とも称する)が携帯端末ごとに付与されており、データセンタ70は携帯端末ごとの情報を端末IDで区別して管理している。端末IDは、ユーザを識別する情報(ユーザID)としても機能する。
携帯端末80には所定のアプリケーションソフトウェア(以下、単に「アプリ」と称する)がインストールされており、携帯端末80は、そのアプリを通じてサーバ30、HEMS−GW60、及びデータセンタ70の各々と情報のやり取りを行なうように構成される。携帯端末80は、たとえばインターネットを介してサーバ30、HEMS−GW60、及びデータセンタ70の各々と無線通信するように構成される。ユーザは、携帯端末80を操作することによりユーザの状態及び予定を示す情報をデータセンタ70へ送信することができる。ユーザの状態を示す情報の例としては、ユーザがDRに対応可能な状況であるか否かを示す情報が挙げられる。ユーザの予定を示す情報の例としては、POVが自宅を出発する時刻、又はMaaS車両の運行計画が挙げられる。サーバ30及びデータセンタ70の各々は、携帯端末80から受信した情報を端末IDごとに区別して保存するように構成される。
サーバ10とサーバ30とは、たとえばVPN(Virtual Private Network)を介して相互通信可能に構成される。サーバ10及び30の各々は、たとえばインターネットを通じて、電力市場情報(たとえば、電力取引に関する情報)を取得することができる。サーバ10とサーバ30との通信プロトコルは、OpenADRであってもよい。サーバ30とデータセンタ70とは、たとえばインターネットを介して相互通信可能に構成される。サーバ30とデータセンタ70との通信プロトコルは、OpenADRであってもよい。サーバ30は、ユーザに関する情報をデータセンタ70から取得することができる。サーバ30及びデータセンタ70の各々とHEMS−GW60とは、たとえばインターネットを介して相互通信可能に構成される。サーバ30及びデータセンタ70の各々とHEMS−GW60との通信プロトコルは、OpenADRであってもよい。
この実施の形態では、サーバ30とEVSE40との間では通信が行なわれないが、サーバ30とEVSE40とは相互通信可能に構成されてもよい。サーバ30はEVSE40を経由して車両50と通信するように構成されてもよい。EVSE40は、EVSE管理用クラウドと通信可能に構成されてもよい。EVSE40とEVSE管理用クラウドとの通信プロトコルは、OCPP(Open Charge Point Protocol)であってもよい。
サーバ30は、管轄内の各車両50の状態又は予定を示す情報(たとえば、車両位置、起動スイッチのON/OFF状態、充電ケーブル接続状態、バッテリ状態、充電スケジュール、充電条件、給電スケジュール、給電条件、走行スケジュール、及び走行条件)を各車両50から逐次取得し、保存するように構成される。起動スイッチは、車両システムを起動させるためのスイッチであり、一般に「パワースイッチ」又は「イグニッションスイッチ」と称される。充電ケーブル接続状態は、インレット110に対して充電ケーブル42のコネクタ43が接続されているか否かを示す情報である。バッテリ状態は、バッテリ130のSOC値、及びバッテリ130が充電中か否かを示す情報である。充電スケジュールは、予定している外部充電の開始時刻及び終了時刻を示す情報である。充電条件は、予定している外部充電の条件(たとえば、充電電力)であってもよいし、現在実行中の外部充電の条件(たとえば、充電電力及び残充電時間)であってもよい。給電スケジュールは、予定している外部給電の開始時刻及び終了時刻を示す情報である。給電条件は、予定している外部給電の条件(たとえば、給電電力)であってもよいし、現在実行中の外部給電の条件(たとえば、給電電力及び残給電時間)であってもよい。走行スケジュールは、予定している走行の開始時刻及び終了時刻を示す情報である。走行条件は、予定している走行の条件(たとえば、走行ルート及び走行距離)であってもよいし、現在実行中の走行の条件(たとえば、走行速度及び残走行距離)であってもよい。
サーバ10は、DR(デマンドレスポンス)を利用して電力平準化を行なうように構成される。サーバ10が、電力平準化を行なうときには、まず、各アグリゲータサーバ(サーバ30を含む)に対してDRへの参加を要請する信号(以下、「DR参加要請」とも称する)を送信する。DR参加要請には、当該DRの対象となる地域、DRの種類(たとえば、下げDR又は上げDR)、及びDR期間が含まれる。サーバ30は、サーバ10からDR参加要請を受信したときに、DR可能量(すなわち、DRに従って調整可能な電力量)を求めてサーバ10へ送信するように構成される。サーバ30は、たとえば管轄内の各需要家のDR容量(すなわち、DR対応可能な容量)の合計に基づいてDR可能量を求めることができる。
サーバ10は、各アグリゲータサーバから受信したDR可能量に基づいてアグリゲータごとのDR量(すなわち、アグリゲータに依頼する電力調整量)を決定し、各アグリゲータサーバ(サーバ30を含む)にDR実行を指示する信号(以下、「DR実行指示」とも称する)を送信する。DR実行指示には、当該DRの対象となる地域、DRの種類(たとえば、下げDR又は上げDR)、アグリゲータに対するDR量、及びDR期間が含まれる。サーバ30は、DR実行指示を受信すると、管轄内の車両50のうちDR対応可能な各車両50に対してDR量の割当てを行ない、車両ごとのDR信号を作成するとともに各車両50へDR信号を送信する。DR信号は、車両50のユーザに需給調整を促す価格シグナルであってもよいし、サーバ30が車両50を直接的に制御するための充電指令又は給電指令であってもよい。価格シグナルは、DRの種類(たとえば、下げDR又は上げDR)、車両50に対するDR量、DR期間、及びインセンティブ情報を含んでもよい。価格シグナルは、車両50に代えて又は加えて、携帯端末80へ送信されてもよい。車両50が遠隔操作(たとえば、サーバ30によるディスパッチ)を許可しているときには、サーバ30が充電指令又は給電指令を車両50へ送信することによって直接的に車両50を制御することが可能になる。
ECU150は、車両外部から通信機器180を通じてDR信号を受信するように構成される。車両50のユーザは、ECU150が上記のDR信号を受信した場合に、EVSE40及び車両50を用いてDR信号に従う外部充電又は外部放電を行なうことによって、電気事業者(たとえば、電力会社又はアグリゲータ)が要請する電力の需給調整に貢献することができる。電気事業者は、DR信号を送信することにより、車両50のユーザに電力の需給調整を要請することができる。DR信号は、上述のようにDR実行指示に従ってサーバ30から車両50へ送信されることがある。また、DR信号は、電力市場情報に基づいてサーバ30から車両50へ送信されることもある(たとえば、後述する図6参照)。この実施の形態では、電気事業者が要請する電力の需給調整に車両50のユーザが貢献したときには、車両50のユーザと電気事業者との間の取り決めに従い、貢献量に応じたインセンティブが電気事業者から車両50のユーザへ支払われる。
電気事業者が上記貢献量を計測する方法は任意である。電気事業者は、スマートメータ11の測定値を用いて上記貢献量を求めてもよい。VGIシステム1は、スマートメータ11に加えて、上記貢献量を計測するための電力量計(たとえば、他のスマートメータ)を備えてもよい。電気事業者は、EVSE40に内蔵される電力量計(図示せず)の測定値を用いて上記貢献量を求めてもよい。電気事業者は、車両50に搭載されたセンサ(たとえば、監視モジュール121,131)の測定値を用いて上記貢献量を求めてもよい。持運び可能な充電ケーブルにメータ機能を持たせて、充電ケーブルにより計測された電力量に基づいて電気事業者が上記貢献量を求めてもよい。充電ケーブルごとにユーザIDを付与し、ユーザが充電ケーブルを使用するときに充電ケーブルから電気事業者のサーバ(たとえば、サーバ10又は30)へ自動的にユーザIDが送信されるようにしてもよい。こうすることで、いずれのユーザによって充放電が行なわれたかを電気事業者が特定できるようになる。
図2に示す車両50は、住宅(たとえば、ユーザの自宅)の駐車スペースに駐車した状態で、充電ケーブル42を介して屋外のEVSE40と電気的に接続されている。EVSE40は、ユーザ及びユーザの家族のみによって使用される非公共の充電設備である。この実施の形態では、EVSE40が、逆潮流に対応する充電設備(すなわち、充放電設備)である。EVSE40につながれた充電ケーブル42のコネクタ43が車両50のインレット110に接続されることで、車両50とEVSE40との間での通信が可能になるとともに、EVSE40と車両50との間で電力の授受を行なうことが可能になる。EVSE40が備える電源回路41は、電力系統PGと電気的に接続されている。たとえば、電力系統PGから電源回路41及び充電ケーブル42を経由して車両50へ電力が供給されることで、バッテリ130の外部充電が行なわれる。また、車両50がEVSE40に対して外部給電を行なうことによって、車両50から充電ケーブル42及び電源回路41を経由して電力系統PGへ電力を逆潮流させることができる。電源回路41は、電力系統PGから供給される電力を外部充電に適した電力に変換するとともに、車両50から供給される電力を逆潮流に適した電力に変換する。
電源回路41は、電力会社が提供する電力系統PGにスマートメータ11を介して接続されている。スマートメータ11は、EVSE40から車両50に供給された電力量を計測するように構成される。また、スマートメータ11は、車両50からEVSE40に逆潮流された電力量も計測するように構成される。スマートメータ11は、所定時間経過ごと(たとえば、30分経過ごと)に電力使用量を計測し、計測した電力使用量を記憶するとともにサーバ10及びHEMS−GW60の各々へ送信するように構成される。スマートメータ11とサーバ10との間の通信プロトコルとしては、たとえばIEC(DLMS/COSEM)を採用できる。また、サーバ10は、サーバ30へスマートメータ11の計測値を随時送信する。サーバ10は、定期的に送信してもよいし、サーバ30からの要求に応じて送信してもよい。
HEMS−GW60は、エネルギーマネジメントに関する情報(たとえば、電力の使用状況を示す情報)をサーバ30、データセンタ70、及び携帯端末80の各々へ送信するように構成される。HEMS−GW60は、スマートメータ11から電力量の計測値を受信するように構成される。スマートメータ11とHEMS−GW60との通信方式は任意であり、920MHz帯小電力無線通信であってもよいし、PLC(Power Line Communication)であってもよい。HEMS−GW60とEVSE40とは、たとえばLAN(Local Area Network)を介して相互通信可能に構成される。LANは、有線LANであってもよいし、無線LANであってもよい。HEMS−GW60とEVSE40との通信に関する規格は、ECHONET Lite、SEP(Smart Energy Profile)2.0、及びKNXのいずれであってもよい。
車両50に搭載された通信機器180は、充電ケーブル42を介してEVSE40と通信するように構成される。EVSE40と車両50との通信方式は任意であり、たとえば、CAN(Controller Area Network)であってもよいし、PLCであってもよい。EVSE40と車両50との通信に関する規格は、ISO/IEC15118でもよいし、IEC61851でもよい。
通信機器180は、たとえば移動体通信網(テレマティクス)を介してサーバ30と無線通信するように構成される。車両50とサーバ30との間でやり取りされる信号は、アグリゲータから指定された方式で暗号化されていてもよい。さらに、この実施の形態では、通信機器180と携帯端末80とが相互に無線通信するように構成される。ECU150(図1)は、無線通信により携帯端末80を制御して、ユーザに対する報知を携帯端末80に行なわせることができる。通信機器180と携帯端末80との通信は、Bluetooth(登録商標)のような近距離通信(たとえば、車内及び車両周辺の範囲での直接通信)であってもよい。
図3は、この実施の形態に係る電力管理システムに含まれる電力網と複数のEVSEと複数の車両とを示す図である。図3を参照して、VGIシステム1は、EVSE40A〜40Iと、車両50A〜50Dと、電力系統PGとを含む。車両50A〜50Dは、それぞれバッテリ130A〜130Dを備える。バッテリ130A〜130Dの各々は、外部充電及び外部給電の両方を可能に構成される。EVSE40A〜40Iの各々は、本開示に係る「電力設備」の一例に相当する。
電力系統PGは、EVSE40A〜40Iの各々に電力を供給するように構成される。車両50A〜50Dの各々は、EVSE40A〜40Iのいずれかを介して、電力系統PGと電気的に接続可能に構成される。図3に示す例では、車両50A、50B、50C、50DがそれぞれEVSE40A、40D、40E、40Gを介して電力系統PGと電気的に接続されている。電力系統PGは、EVSE40A,40D,40E,40Gを通じて車両50A〜50Dの各々に電力を供給可能に構成される。
この実施の形態に係る電力管理システム(VGIシステム1)では、車両50のユーザは、サーバ30の要請に応えることにより、インセンティブを受け取ることができる。しかしながら、全てのユーザがインセンティブを最優先にするとは限らない。ユーザの中には、インセンティブを受け取るよりも、バッテリ130の劣化を抑制することを望むユーザもいる。
そこで、この実施の形態に係る電力管理システム(VGIシステム1)では、車両50、サーバ30、及び携帯端末80が、以下に説明する構成を有することにより、車両50のユーザに電力の需給調整を要請するときに、バッテリ130の劣化を抑制することを望むユーザに配慮して要請を行なうことを可能にしている。図4は、車両50のECU150、サーバ30、及び携帯端末80の詳細構成を示す図である。
図4を参照して、携帯端末80は、制御装置81と、記憶装置82と、通信装置83と、TPD(タッチパネルディスプレイ)84とを備える。制御装置81は、プロセッサを含み、所定の情報処理を行なうとともに通信装置83及びTPD84を制御するように構成される。記憶装置82は、各種情報を保存可能に構成される。通信装置83は各種通信I/Fを含む。制御装置81は、通信装置83を通じて外部と通信するように構成される。携帯端末80は、車両50のユーザによって携帯され、TPD84は、車両50のユーザに対して報知(たとえば、表示)を行なう。なお、報知は、表示に限られず、音声によって行なわれてもよい。
サーバ30は、車両50の通信機器180と携帯端末80との各々と通信可能に構成される。サーバ30は、情報管理部301、推定部302、選定部303、スケジュール作成部304、要請部305、及びインセンティブ管理部306を含む。この実施の形態に係るサーバ30においては、図2に示した制御装置31のプロセッサと、プロセッサにより実行されるプログラムとによって、上記各部が具現化される。ただしこれに限られず、上記各部は、専用のハードウェア(電子回路)によって具現化されてもよい。
ECU150は、情報管理部501及び充放電制御部502を含む。この実施の形態に係るECU150においては、図1に示したプロセッサ151と、プロセッサ151により実行されるプログラムとによって、上記各部が具現化される。ただしこれに限られず、上記各部は、専用のハードウェア(電子回路)によって具現化されてもよい。
ECU150の情報管理部501は、前述した車両50の状態又は予定を示す情報をサーバ30へ逐次送信するように構成される。情報管理部501は、車両50に搭載された各種センサの出力を用いて車両50の状態を取得することができる。サーバ30の情報管理部301は、車両50から受信した情報を車両50の車両IDと紐付けて記憶装置32に保存するように構成される。
サーバ30の推定部302は、車両から受信した情報に含まれる履歴データを用いて、車両50の次回出発時刻を推定するように構成される。この実施の形態では、推定部302が、車両50の履歴データを用いて、車両50の滞在時間(すなわち、車両50が充電場所に到着してから充電場所を出発するまでの時間)を学習する。情報管理部301は、車両50から受信した情報のうち、滞在時間の学習に用いられる履歴データ(以下、「学習用データ」とも称する)を充電場所ごとに区別して記憶装置32に保存する。図2に示す例では、ユーザの自宅が充電場所である。この実施の形態では、車両50の位置、到着時刻、及び出発時刻の履歴データを、学習用データとして採用する。車両50の位置は、前述した位置センサによって検出された位置であってもよい。車両50の到着時刻は、EVSE40につながる充電ケーブル42のコネクタ43が車両50のインレット110に接続されたタイミングであってもよい。車両50の出発時刻は、車両50の起動スイッチがONになったタイミングであってもよい。推定部302は、学習結果(すなわち、学習された滞在時間)を充電場所ごとに区別して記憶装置32に保存する。なお、学習方法は任意である。学習にAI(人工知能)を用いてもよい。
この実施の形態では、車両50が次回充電場所に到着すると、推定部302が、その次回充電場所について学習された滞在時間を記憶装置32から取得する。そして、推定部302は、次回到着時刻(すなわち、車両50が次回充電場所に到着した時刻)と次回滞在時間(すなわち、上記学習された滞在時間)とに基づいて次回出発時刻を推定する。推定部302は、次回到着時刻から次回滞在時間が経過したタイミングが次回出発時刻であると推定してもよい。
詳細は後述するが(図6参照)、サーバ30は、外部(たとえば、電力会社又は電力市場)から電力の需給調整を要請されると、以下に示すような手順で、管轄内の各車両50に電力調整を要請する。まず、選定部303は、上記外部からの要請に応えるために必要な台数の車両50を、管轄内の複数の車両50から選定する。以下、選定部303により選定された各車両50を、「DR車両」とも称する。スケジュール作成部304は、各DR車両に対するバッテリ130の充放電制御スケジュール(以下、単に「スケジュール」と称する)を作成する。スケジュールは、充電スケジュールであってもよいし、給電スケジュールであってもよいし、充電抑制スケジュールであってもよい。充電抑制スケジュールは、充電が制限される期間(すなわち、制限開始時刻及び制限終了時刻)を示すスケジュールである。充電制限の例としては、充電実行禁止と、充電電力制限(すなわち、所定電力以上での充電禁止)とが挙げられる。選定部303によって選定されたDR車両と、スケジュール作成部304によって作成されたスケジュールとの各々は、サーバ30の記憶装置32に保存される。要請部305は、スケジュール作成部304により作成されたスケジュールに従う電力調整(より特定的には、スケジュールに従って外部充電及び外部給電の少なくとも一方を制御すること)を要請するDR信号を、各DR車両のユーザへ送信するように構成される。DR信号は、DR車両に搭載された通信機器180へ送信されてもよいし、DR車両のユーザが携帯する携帯端末80へ送信されてもよい。通信機器180及び携帯端末80の各々は、車両50のユーザに紐付けてサーバ30に登録された通信装置に相当する。
車両50のユーザは、上記DR信号(すなわち、要請部305の要請)に従って外部充電及び外部給電の少なくとも一方を制御すること(又は、上記スケジュールが示す期間においてサーバ30による車両50の遠隔操作を許可すること)により、アグリゲータからインセンティブを受け取ることができる。インセンティブ管理部306は、各ユーザのインセンティブ情報をユーザIDで区別して記憶装置32に保存するように構成される。インセンティブ情報は、インセンティブ単価及びインセンティブ獲得額を含む。インセンティブ管理部306は、要請部305の要請に応えたときにユーザに与えられるインセンティブ単価を、ユーザごとに管理する。インセンティブ管理部306は、ユーザごとにインセンティブ単価を変えることができる。インセンティブ単価は任意であり、DR参加に対して支払われるインセンティブのDR1回あたりの単価であってもよいし、調整された電力量に対して支払われるインセンティブの単位電力量あたりの単価であってもよいし、拘束時間に対して支払われるインセンティブの単位時間あたりの単価であってもよい。インセンティブ管理部306は、上記インセンティブ単価に加えてインセンティブ獲得額(すなわち、ユーザが獲得したインセンティブの合計額)も、ユーザごとに区別して記憶装置32に保存するように構成される。
情報管理部501がサーバ30から上述のDR信号を受信すると、DR信号は記憶装置153に記憶される。充放電制御部502は、充放電器120を制御することにより、バッテリ130の充放電制御を行なうように構成される。充放電制御部502は、原則として遠隔操作が禁止されるが、記憶装置153内のDR信号に含まれるスケジュールが示す期間(すなわち、DR開始時刻からDR終了時刻までのDR期間)においては、サーバ30による遠隔操作が可能になる。充放電制御部502が遠隔操作可能な状態であるときには、サーバ30は、充電指令又は給電指令を車両50へ送信することによって直接的に充放電制御部502を制御することができる。情報管理部501は、受信した指令について所定の認証を行なって不正な指令を排除することにより、不正な遠隔操作(たとえば、サーバ30以外による遠隔操作)を抑制してもよい。充放電制御部502に対する遠隔操作の許可/禁止を、車両50のユーザが入力装置160又は携帯端末80を通じて設定できるようにしてもよい。
サーバ30の記憶装置32には、車両ごとの車両情報と、車両50のユーザごとのユーザ情報とが記憶されている。図5は、サーバ30が保有する車両情報及びユーザ情報の詳細について説明するための図である。
図4とともに図5を参照して、記憶装置32内のユーザ情報は、以下に説明するモード情報を含む。車両50に搭載される入力装置160と、車両50のユーザに携帯される携帯端末80のTPD84との各々は、車両50のユーザからの入力を受け付けるように構成される。車両50の報知装置170(図1)と携帯端末80のTPD84との各々は、表示又は音声により、車両50のユーザに対してインセンティブ優先モードと電池寿命優先モードとのいずれかを入力することを要求してもよい。車両50のユーザが、この要求に応じていずれかのモードを入力装置160又はTPD84に入力すると、車両50のECU150又は携帯端末80の制御装置81がモード情報(すなわち、ユーザによって選択されたモードを示す情報)を記憶装置153又は記憶装置82に保存するとともにサーバ30へ送信する。サーバ30は、受信したモード情報をユーザIDと紐付けて記憶装置32に保存する。この実施の形態では、上記モード情報が、本開示に係る「要望情報」の一例に相当する。ユーザが電池寿命優先モードを選んだことは、ユーザがバッテリ130の劣化を抑制することを望むことを意味する。ユーザがインセンティブ優先モードを選んだことは、ユーザがバッテリ130の劣化を抑制することを望まないことを意味する。この実施の形態では、車両50に搭載された入力装置160及びECU150が、本開示に係る「ユーザ端末」として機能する。
ユーザ情報は、前述のインセンティブ情報をさらに含む。インセンティブ管理部306は、上記モード情報を参照して、バッテリ130の劣化を抑制することを望む程度が低いユーザほどインセンティブ単価を高くする。すなわち、インセンティブ管理部306は、電池寿命優先モードを選んだユーザのインセンティブ単価よりもインセンティブ優先モードを選んだユーザのインセンティブ単価を高くする。
記憶装置32内の車両情報は、除外情報と、DR参加優先度と、次回出発時刻と、スケジュールとを含む。除外情報は、DR車両として適していない車両を選別するための情報である。この実施の形態では、除外情報として、バッテリ130のSOCと、単位期間あたりの充電回数とを採用する。また、後述する第1閾値、第2閾値、及び上限値も、除外情報に含まれる。
詳細は後述するが、選定部303は、前述したモード情報を用いて、車両ごとのDR参加優先度を決定する。DR参加優先度が高い車両50ほどDR車両の選定において選ばれやすくなる(後述する図7参照)。次回出発時刻は、推定部302によって前述の方法で推定され、記憶装置32に保存される。スケジュール作成部304は、モード情報と次回出発時刻とを用いて、車両ごとのスケジュールを作成する(後述する図6参照)。
図6は、アグリゲータが電力市場で電力取引を行なうときにサーバ30によって実行される処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、電力系統PGの需給調整が電力市場において要請されているときに電力市場で要請される電力調整の内容(以下、「要請内容」とも称する)をアグリゲータがサーバ30に入力することによって開始される。
図1〜図5とともに図6を参照して、ステップ(以下、単に「S」と表記する)11では、サーバ30の制御装置31が、アグリゲータによって入力された要請内容(すなわち、電力調整の内容)を取得する。要請内容には、電力調整の種類(たとえば、外部充電の要請、又は外部給電の要請)、電力調整量、及び要請期間が含まれる。
S12では、サーバ30の選定部303が、管轄内の車両50の中から、電力調整を要請するDR車両を選定する。図7は、図6のS12において実行されるDR車両の選定に係る処理の詳細を示すフローチャートである。
図1〜図6とともに図7を参照して、S21では、サーバ30の選定部303が、図6のS11で取得された要請内容と、前述したモード情報及び除外情報(図5)とを用いて、DR車両の候補から不適合車両(すなわち、DR車両として適していない車両)を除外する。初期においては、アグリゲータの管轄内の全ての車両50が、DR車両の候補である。その後、後述する図6のS16によって、DR車両の候補は絞られ得る。以下、電池寿命優先モードを選んだユーザの車両50を「第1車両」とも称し、インセンティブ優先モードを選んだユーザの車両50を「第2車両」とも称する。選定部303は、モード情報を用いて、管轄内の各車両50が第1車両/第2車両のいずれであるかを判断できる。また、選定部303は、モード情報を用いて、単位期間あたりの充電回数の上限値を、車両ごとに設定する。この実施の形態では、第1車両については上限値に所定の回数(より特定的には、充電の繰り返しによるバッテリ130の劣化の進行を抑制するための閾値)が設定され、第2車両については上限値が「無し」に設定される。
この実施の形態では、単位期間あたりの充電回数として、1日あたりの充電回数を採用する。また、第1車両に対して設定する上限値として、10回を採用する。充電回数は、充電開始から充電停止までを1回とする。以下、図8及び図9を用いて、充電回数の数え方について説明する。図8は、充電回数が1回である充電スケジュールの一例を示す図である。図8を参照して、この充電スケジュールでは、タイミングt1で充電が開始され、タイミングt2で充電が停止する。このため、図8に示す充電スケジュールに従って車両50が外部充電を行なうと、バッテリ130の充電回数が1回増える。図9は、充電回数が5回である充電スケジュールの一例を示す図である。図9を参照して、この充電スケジュールでは、断続的に充電が行なわれる。1回目の充電は、タイミングt1で開始され、タイミングt21で停止する。2回目の充電は、タイミングt11で開始され、タイミングt22で停止する。3回目の充電は、タイミングt12で開始され、タイミングt23で停止する。4回目の充電は、タイミングt13で開始され、タイミングt24で停止する。5回目の充電は、タイミングt14で開始され、タイミングt2で停止する。このため、図9に示す充電スケジュールに従って車両50が外部充電を行なうと、バッテリ130の充電回数が5回増える。
再び図7を参照して、選定部303は、S21において、1日あたりの充電回数が10回を超えている第1車両を、DR車両の候補から除外する。なお、第1車両に対する上限値は、固定値であってもよいし、要請内容に応じて可変であってもよい。
また、図6のS11で取得された要請内容が外部給電を要請する場合には、選定部303は、S21において、バッテリ130のSOCが所定の第1閾値未満である車両50を、DR車両の候補から除外する。第1閾値は任意に設定できるが、たとえば15%以上50%以下の範囲から選ばれるSOC値であってもよい。また、図6のS11で取得された要請内容が外部充電を要請する場合には、選定部303は、S21において、バッテリ130のSOCが所定の第2閾値を超える車両50を、DR車両の候補から除外する。第2閾値は任意に設定できるが、たとえば50%以上85%以下の範囲から選ばれるSOC値であってもよい。
S22では、選定部303が、図6のS11で取得された要請内容と、前述したモード情報(図5)とを用いて、DR車両の候補である各車両50のDR参加優先度を決定する。図6のS11で取得された要請内容が外部給電を要請する場合には、選定部303は、第1車両のDR参加優先度を第2車両のDR参加優先度よりも高くする。また、図6のS11で取得された要請内容が外部充電を要請する場合には、選定部303は、第2車両のDR参加優先度を第1車両のDR参加優先度よりも高くする。各第1車両のDR参加優先度は、全て同じにしてもよいし、モード情報以外の基準によって変えてもよい。たとえば、モード情報以外の基準としてバッテリ130のSOCを採用してもよい。外部給電が要請されるDR車両の選定においては、選定部303は、バッテリ130のSOCが高い第1車両ほどDR参加優先度を高くしてもよい。また、外部充電が要請されるDR車両の選定においては、選定部303は、バッテリ130のSOCが低い第1車両ほどDR参加優先度を高くしてもよい。各第2車両のDR参加優先度も、上記第1車両と同様、全て同じにしてもよいし、モード情報以外の基準によって変えてもよい。
S23では、選定部303が、上記S22で決定した各車両50のDR参加優先度に従ってDR車両を選定する。選定部303は、DR車両の候補の中から所定台数(より特定的には、要請内容に応えるために必要な台数)のDR車両をDR参加優先度の高い順に選定する。図10は、DR車両の選定について説明するための図である。
図10を参照して、要請内容が外部充電を要請する場合には、選定部303は、第2車両(インセンティブ優先)から優先的に選ぶ。すなわち、要請内容が外部充電を要請する場合には、バッテリ130のSOCが第2閾値以下である車両50の中で、ユーザがバッテリ130の劣化を抑制することを望む程度が低い車両50から優先的に選ばれる。第2車両の数が十分あれば、選定される全てのDR車両が第2車両になる。第2車両の数が不十分あれば、選定されるDR車両は第1車両及び第2車両の両方を含む。他方、要請内容が外部給電を要請する場合には、選定部303は、第1車両(電池寿命優先)から優先的に選ぶ。すなわち、要請内容が外部給電を要請する場合には、バッテリ130のSOCが第1閾値以上である車両50の中で、ユーザがバッテリ130の劣化を抑制することを望む程度が高い車両50から優先的に選ばれる。第1車両の数が十分あれば、選定される全てのDR車両が第1車両になる。第1車両の数が不十分あれば、選定されるDR車両は第1車両及び第2車両の両方を含む。第1車両(電池寿命優先)を優先的に選ぶと、第2車両(インセンティブ優先)のユーザのインセンティブを得る機会が奪われる可能性がある。そこで、インセンティブ管理部306は、第1車両(電池寿命優先)のユーザのインセンティブ単価よりも第2車両(インセンティブ優先)のユーザのインセンティブ単価を高くする。これにより、第2車両(インセンティブ優先)においては、バッテリ130が劣化しやすくなる代わりに、ユーザが高いインセンティブを得やすくなる。その結果、ユーザ間の公平性が担保される。
なお、DR参加優先度が同じ車両50が多数存在し、DR参加優先度だけでは所定台数のDR車両を選びきれない場合には、選定部303は、DR参加優先度によってDR車両の候補を絞った後、DR参加優先度が同じ複数の車両50の中から任意の基準で(又は、ランダムに)DR車両を選んでもよい。
図7のS23の処理が実行されることによって、図6のS12の処理は終了する。その後、処理は図6のS13に進む。再び図1〜図5とともに図6を参照して、S13では、サーバ30のスケジュール作成部304が、S12で選ばれた各DR車両に対するスケジュールを作成する。S11で取得された要請内容が外部給電を要請する場合には、スケジュール作成部304は、外部給電の開始時刻及び終了時刻を示す給電スケジュールを作成する。S11で取得された要請内容が外部充電を要請する場合には、スケジュール作成部304は、外部充電の開始時刻及び終了時刻を示す充電スケジュールを作成する。スケジュール作成部304は、モード情報と次回出発時刻(図5)とを用いて、DR車両ごとのスケジュールを作成する。
スケジュール作成部304は、充電スケジュールを作成するときには、ユーザがバッテリ130の劣化を抑制することを望む程度が高いDR車両ほど、充電スケジュールの充電終了時刻と次回出発時刻との乖離度が小さくなるように、充電スケジュールを作成する。図11は、充電スケジュールの作成について説明するための図である。図1〜図5とともに図11を参照して、たとえばS12で選ばれたDR車両の中に、次回出発時刻が同じである第1車両(電池寿命優先)及び第2車両(インセンティブ優先)が含まれる場合、スケジュール作成部304は、第2車両の充電スケジュールSc11を、第1車両の充電スケジュールSc12よりも早い時間帯に設定する。これにより、充電スケジュールSc12の充電終了時刻と次回出発時刻との乖離度(すなわち、時間T2)は、充電スケジュールSc11の充電終了時刻と次回出発時刻との乖離度(すなわち、時間T1)よりも小さくなる。これにより、第1車両のバッテリ130が高SOC状態で放置されること(ひいては、電池寿命優先モードを選んだユーザのバッテリ130が劣化すること)を抑制できる。S12で選ばれたDR車両の中に多数の第1車両が存在し、全ての第1車両のバッテリ130の劣化を抑制できない場合には、スケジュール作成部304は、バッテリ130の劣化を抑制する第1車両を任意の基準で(又は、ランダムに)選んでもよい。
スケジュール作成部304は、給電スケジュールを作成するときには、ユーザがバッテリ130の劣化を抑制することを望む程度が高いDR車両ほど早く外部給電が開始されるように、給電スケジュールを作成する。すなわち、スケジュール作成部304は、第1車両の給電スケジュールを、第2車両の給電スケジュールよりも早い時間帯に設定する。S12で選ばれたDR車両の中に複数の第1車両が存在する場合には、スケジュール作成部304は、バッテリ130のSOCが高い第1車両ほど早く外部給電が開始されるように、各第1車両の給電スケジュールを作成してもよい。S12で選ばれたDR車両の中に複数の第2車両が存在する場合には、スケジュール作成部304は、バッテリ130のSOCが高い第2車両ほど早く外部給電が開始されるように、各第2車両の給電スケジュールを作成してもよい。
再び図1〜図5とともに図6を参照して、S14では、制御装置31が、通信装置33を制御することにより、S13で作成されたスケジュールを各DR車両のユーザへ送信するとともに、当該スケジュールを承認するか否かの回答(アンサーバック)をユーザに要求する。スケジュールは、DR車両に搭載された通信機器180(図1)へ送信されてもよいし、DR車両のユーザが携帯する携帯端末80(図2)へ送信されてもよい。
S15では、制御装置31が、スケジュールを送信した全てのユーザから、当該スケジュールを承認する旨の回答があったか否かを判断する。この判断は、たとえば、スケジュールを送信した全てのユーザから回答を受信したタイミング、又はスケジュールを送信してから所定時間が経過したタイミングで、実行される。この実施の形態では、スケジュールを送信してから所定時間が経過しても回答を送信しないユーザを、スケジュールを承認しない旨の回答をしたユーザと同じように扱う。
S15においてNO(いずれかのユーザがスケジュールを承認しなかった)と判断された場合には、制御装置31は、S16において、スケジュールを承認しなかったユーザに帰属する車両を、DR車両の候補から除外する。その後、処理はS12に戻る。S16で除外された車両は、S12(図7参照)において選ばれなくなる。S15においてNOと判断されている期間においては、S12〜S16が繰り返し実行される。
S15においてYES(全てのユーザがスケジュールを承認した)と判断された場合には、制御装置31は、S17において、電力取引の準備が完了した旨を、図示しない報知装置(たとえば、タッチパネルディスプレイ)を通じてアグリゲータに報知する。各DR車両のユーザがスケジュールを承認したことは、各DR車両のユーザとアグリゲータとの間で仮契約が締結されたことを意味する。仮契約は、アグリゲータの要請に応えたユーザへインセンティブを支払うことを、アグリゲータがDR車両のユーザに対して約束するものである。
電力調整のためのDSR(DR車両)が上記のように確保されたことによって、アグリゲータは、たとえば日本卸電力取引所(JEPX)を通じて電力市場で電力取引を行なうことが可能になる。アグリゲータは入札に参加してもよい。取引が終わると、アグリゲータは取引の結果(成立/不成立)をサーバ30に入力する。
サーバ30の制御装置31は、S17において報知処理を行なった後、S18においてアグリゲータからの入力を待つ。そして、アグリゲータから取引の結果(成立/不成立)が入力されると(S18にてYES)、制御装置31は、S19において、電力取引が成立したか否かを判断する。
電力取引が成立した場合(S19にてYES)には、サーバ30の要請部305が、S191において、DR信号(より特定的には、スケジュールに従って外部充電及び外部給電を制御することを要請する信号)を各DR車両のユーザへ送信する。各DR車両のユーザがDR信号を受信することによって、各DR車両のユーザとアグリゲータとの間で本契約が締結される。本契約は、各DR信号のスケジュールが示す期間(すなわち、DR開始時刻からDR終了時刻までのDR期間)において、サーバ30が遠隔操作によって各DR車両の外部充電及び外部給電を制御できるように各DR車両を待機させることを、各DR車両のユーザがアグリゲータに対して約束するものである。また、本契約の締結によって、前述した仮契約の約束が確定する。DR信号を受け取ったユーザは、上記のようにDR車両を待機させることで、アグリゲータからインセンティブを受け取ることができる。その一方で、上記の約束を破ったユーザにはペナルティが科される。電力取引が成立しない場合(S19にてNO)には、サーバ30の要請部305が、S192において、取引不成立を各DR車両のユーザへ通知する。この通知により、前述の仮契約は解除される。
図12は、DR車両として確定した車両50(すなわち、DR信号を受信したユーザに帰属する車両50)におけるバッテリ130の充放電制御を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、DR信号に含まれるスケジュールが示す期間(すなわち、DR期間)において、ECU150によって繰り返し実行される。なお、DR期間が経過すると、DR車両は非DR車両(すなわち、DR車両ではない車両50)になる。
図1〜図5とともに図12を参照して、S31では、ECU150の充放電制御部502(図4)が、各種センサの出力に基づいて、バッテリ130が充放電可能な状態か否かを判断する。たとえば、充放電制御部502は、充電ケーブル42の接続状態をチェックし、当該DR車両とEVSE40との間の電気的な接続が不十分である場合には、バッテリ130が充放電可能な状態ではないと判断する。また、当該DR車両及びEVSE40の少なくとも一方に異常(たとえば、通信異常又は回路異常)が生じている場合にも、バッテリ130が充放電可能な状態ではないと判断する。
バッテリ130が充放電可能な状態である場合(S31にてYES)には、ECU150が、S32において、サーバ30から充放電制御の指令を受信したか否かを判断する。そして、サーバ30から指令を受信した場合(S32にてYES)には、充放電制御部502が、S33において、その指令に従ってバッテリ130の充放電制御を行なう。ECU150がサーバ30から継続的に指令を受信している間はS31〜S33の処理が繰り返される。サーバ30は、各DR信号に含まれるスケジュールに従って各DR車両へ指令を送信する。このため、サーバ30からの指令に従って各DR車両の充放電制御部502が制御されることは、各DR信号に含まれるスケジュールに従って各DR車両の外部充電及び外部給電が制御されることを意味する。
ECU150がサーバ30からの指令を受信しない期間(S32にてNO)においては、ECU150は、S31及びS32の処理を繰り返しながら、サーバ30からの指令を待つ。
S31においてNO(バッテリ130が充放電可能な状態ではない)と判断された場合には、処理はS34に進む。S34では、ECU150が、報知装置170(図1)を制御することにより、バッテリ130が充放電可能な状態になっていないことを、当該DR車両のユーザへ報知する。この報知は、携帯端末80のTPD84によって行なわれてもよい。S31においてNOと判断されることは、サーバ30が遠隔操作によってDR車両の外部充電及び外部給電を制御できないこと(ひいては、ユーザにペナルティが科されること)を意味する。
図13は、非DR車両におけるバッテリ130の充放電制御を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、非DR車両が駐車中であるときに繰り返し実行される。
図1〜図5とともに図13を参照して、S51では、外部充電の開始条件が成立したか否かが判断される。この実施の形態では、ECU150に予約されたタイマ充電の開始時刻が到来すると、外部充電の開始条件が成立する。また、ECU150にタイマ充電が予約されていない場合には、EVSE40につながれた充電ケーブル42のコネクタ43が車両50のインレット110に接続されると(図1参照)、即時充電の開始条件が成立する。即時充電は、車両50における外部充電の準備が完了すると、すぐに開始される外部充電である。また、EVSE40又は車両50に対してユーザによる所定の充電開始操作がなされた場合にも、外部充電の開始条件が成立する。充電開始操作は任意に設定できる。充電開始操作は、たとえばユーザが所定のボタンを押す操作であってもよい。
図13では省略しているが、外部充電の開始条件が成立すると(S51にてYES)、ECU150に起動信号が入力され、ECU150が起動する。そして、起動したECU150によってS52の処理が実行される。S52では、バッテリ130が充放電可能な状態か否かを、ECU150が判断する。S52の処理は、たとえば図12のS31と同じである。
バッテリ130が充放電可能な状態である場合(S52にてYES)には、S53において、充放電制御部502が充放電器120を制御することにより外部充電を実行する。その後、充放電制御部502は、S54において外部充電の終了条件が成立するか否かを判断する。S54においてNOと判断されている期間は、外部充電(S53)が継続的に実行される。外部充電の終了条件は任意に設定できる。外部充電の終了条件は、外部充電中にバッテリ130のSOCが所定SOC値以上になった場合に成立してもよいし、外部充電中にユーザから充電停止の指示があった場合に成立してもよい。外部充電の終了条件が成立すると(S54にてYES)、車両システム(ひいては、ECU150)が停止状態(たとえば、スリープモード)になった後、処理がS55に進む。また、S51及びS52のいずれかでNOと判断された場合にも、処理はS55に進む。
S55では、外部給電の開始条件が成立したか否かが判断される。この実施の形態では、EVSE40又は車両50に対してユーザによる所定の給電開始操作がなされた場合に、外部給電の開始条件が成立する。給電開始操作は任意に設定できる。給電開始操作は、たとえばユーザが所定のボタンを押す操作であってもよい。
図13では省略しているが、外部給電の開始条件が成立すると(S55にてYES)、ECU150に起動信号が入力され、ECU150が起動する。そして、起動したECU150によってS56の処理が実行される。S56では、バッテリ130が充放電可能な状態か否かを、ECU150が判断する。S56の処理は、たとえば図12のS31と同じである。
バッテリ130が充放電可能な状態である場合(S56にてYES)には、S57において、充放電制御部502が充放電器120を制御することにより外部給電を実行する。その後、充放電制御部502は、S58において外部給電の終了条件が成立するか否かを判断する。S58においてNOと判断されている期間は、外部給電(S57)が継続的に実行される。外部給電の終了条件は任意に設定できる。外部給電の終了条件は、外部給電中にバッテリ130のSOCが所定SOC値以下になった場合に成立してもよい。また、外部給電の終了条件は、外部給電によって車両50からEVSE40へ供給された電力量(すなわち、バッテリ130の放電電力の積算値)が所定値を超えた場合に成立してもよい。また、外部給電の終了条件は、外部給電中にユーザから給電停止の指示があった場合に成立してもよい。外部給電の終了条件が成立すると(S58にてYES)、車両システム(ひいては、ECU150)が停止状態(たとえば、スリープモード)になった後、処理はS51に戻る。また、S55及びS56のいずれかでNOと判断された場合にも、処理はS51に戻る。
以上説明したように、この実施の形態に係る電力管理システム(VGIシステム1)では、サーバ30が、車両ごとにバッテリ130の劣化を抑制することをユーザが望む程度(望む/望まないのいずれか)を示すモード情報を取得し、取得されたモード情報を用いて、DR車両の選定(図6のS12)とスケジュールの作成(図6のS13)とを行なうように構成される。サーバ30は、バッテリ130の劣化を招き得る要請に対しては、DR車両の選定において、第1車両(電池寿命優先)が選定されにくくする。また、サーバ30は、第1車両に対するスケジュールの作成において、バッテリ130が劣化しにくいスケジュールを作成する。上記電力管理システムによれば、バッテリ130を備える車両50のユーザに電力の需給調整を要請するときに、バッテリ130の劣化を抑制することを望むユーザに配慮して要請を行なうことが可能になる。
上記実施の形態では、DR車両の選定(図6のS12)とスケジュールの作成(図6のS13)との両方に要望情報(より特定的には、モード情報)を用いているが、要望情報は、DR車両の選定とスケジュールの作成とのいずれか一方のみに用いられてもよい。サーバ30は、たとえば、即時実施されるDRへの参加をDR車両に要請するために現時点において電力系統PGと電気的に接続されている車両50の中からDR車両を選定する場合に、要望情報を用いてDR車両を選定してもよい。
上記実施の形態では、要望情報としてモード情報を採用している。モード情報は、2段階(電池寿命優先/インセンティブ優先)で要望度を示す情報に相当する。ユーザが電池寿命優先モードを選ぶこと/選ばないことは、それぞれユーザが蓄電装置の劣化抑制を望むこと/望まないことに対応する。ユーザがインセンティブ優先モードを選ぶこと/選ばないことは、それぞれユーザがインセンティブ獲得を望むこと/望まないことに対応する。しかし、要望情報は、要望度を2段階で示す情報には限られない。要望情報は、要望度を3段階以上(たとえば、5段階)で示す情報であってもよいし、要望度を0〜100の連続値で示す情報であってもよい。サーバ30は、要望度の高いユーザほどバッテリ130の劣化が抑制されるように、DR車両の選定とスケジュールの作成との少なくとも一方を行なうように構成されてもよい。
図14は、DR車両の選定の変形例について説明するための図である。この変形例では、要望度を連続値で示す要望情報が採用される。図14に示す要望度が高いほど、第1要望度(すなわち、蓄電装置の劣化を抑制することをユーザが望む程度)が高く、第2要望度(すなわち、ユーザがインセンティブを得ることを望む程度)が低いことを意味する。
図14を参照して、DR車両に外部給電を要請する場合には、選定部303は、要望度の高い車両50ほどDR参加優先度を高くする。外部給電が要請されるDR車両を選定するときには、上記DR参加優先度に従い、要望度が高い車両50から優先的に選ばれる。外部給電によってバッテリ130のSOCが低下することで、バッテリ130の劣化は抑制される。DR車両に外部充電を要請する場合には、選定部303は、要望度の高い車両50ほどDR参加優先度を低くする。外部充電が要請されるDR車両を選定するときには、上記DR参加優先度に従い、要望度が低い車両50から優先的に選ばれる。充電頻度を下げることで、バッテリ130の劣化は抑制される。また、インセンティブ管理部306は、要望度が低いユーザほどインセンティブ単価を高くする。これにより、要望度が低い車両50においては、バッテリ130が劣化しやすくなる代わりに、ユーザが高いインセンティブを得やすくなる。その結果、ユーザ間の公平性が担保される。図14には示していないが、選定部303は、要望度の高い車両50ほど単位期間あたりの充電回数の上限値を低くしてもよい。
上記実施の形態では、サーバ30(より特定的には、推定部302)によって推定された次回出発時刻を、充電スケジュールの作成に用いている。しかしこれに限られず、サーバ30は、ユーザから取得した次回出発時刻(たとえば、POVが自宅を出発する時刻、又はMaaS車両の運行計画)を、充電スケジュールの作成に用いてもよい。
上記実施の形態では、サーバ30が車両50を遠隔操作して、スケジュールに従う外部充電及び外部給電の制御を行なっている。しかし、サーバ30が車両50を遠隔操作することは必須ではない。車両50に搭載されたECU150が、スケジュール(要請部305の要請)に従う外部充電及び外部給電の制御を行なってもよい。
電力管理システムは、図2及び図3に示したVGIシステム1に限られない。電力管理システムは、電力系統PGから供給される電力を用いた給電のみを行なう電力設備を含んでもよいし、電力系統PGに対する逆潮流のみを行なう電力設備を含んでもよい。電力管理システムは、外部充電のみ可能な車両を含んでもよいし、外部給電のみ可能な車両を含んでもよい。電力会社は、事業別に分社化されていてもよい。発電事業者と送配電事業者とが異なる会社であってもよい。上記実施の形態では、電力市場で要請される電力調整のために、サーバ30がDR車両の選定とスケジュールの作成とDR車両への要請とを行なっている(図6参照)。しかしこれに限られず、電力会社から要請される電力調整のために、サーバ30がDR車両の選定とスケジュールの作成とDR車両に対する要請とを行なってもよい。DR車両の選定とスケジュールの作成とDR車両に対する要請とを行なうサーバは、アグリゲータサーバに限られず、車両を管理するサーバであれば任意である。
車両の構成は、図1に示した構成に限られない。たとえば、図1に示した構成において、充放電器120の代わりに、外部充電のみ可能な充電装置、又は外部給電のみ可能な給電装置を採用してもよい。また、車両は、非接触充電可能に構成されてもよい。車両は、乗用車に限られず、バス又はトラックであってもよい。
上述した電力管理システムは、車両以外の移動体に適用されてもよい。移動体は、車両以外の乗り物(船、飛行機等)であってもよいし、無人の移動体(無人搬送車(AGV)、農業機械、移動型ロボット、ドローン等)であってもよい。携帯端末は、移動体の管理者(たとえば、ドローンの管理者)に携帯されてもよい。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 VGIシステム、10 送配電事業者サーバ、11 スマートメータ、30 アグリゲータサーバ、31,71,81 制御装置、32,72,82 記憶装置、33,73,83 通信装置、41 電源回路、42 充電ケーブル、43 コネクタ、50 車両、60 HEMS−GW、70 データセンタ、80 携帯端末、110 インレット、120 充放電器、121,131 監視モジュール、130 バッテリ、140 走行駆動部、150 ECU、151 プロセッサ、152 RAM、153 記憶装置、154 タイマ、160 入力装置、170 報知装置、180 通信機器、301 情報管理部、302 推定部、303 選定部、304 スケジュール作成部、305 要請部、306 インセンティブ管理部、501 情報管理部、502 充放電制御部、PG 電力系統、W 駆動輪。

Claims (12)

  1. 複数の蓄電装置とサーバとを備える電力管理システムであって、
    前記複数の蓄電装置の各々は、外部から供給される電力によって前記蓄電装置を充電する外部充電と、前記蓄電装置から外部へ電力を供給する外部給電との少なくとも一方を行なうように構成され、
    前記サーバは、
    前記複数の蓄電装置から少なくとも1つの蓄電装置を選定する選定部と、
    前記選定された蓄電装置に対するスケジュールを作成するスケジュール作成部と、
    前記作成されたスケジュールに従って前記外部充電及び前記外部給電の少なくとも一方を制御することを、前記選定された蓄電装置のユーザに要請する要請部とを備え、
    前記サーバは、前記蓄電装置の劣化を抑制することをユーザが望む程度である第1要望度と、前記要請に応じてインセンティブを得ることをユーザが望む程度である第2要望度との少なくとも一方の要望度を示す要望情報を前記蓄電装置ごとに取得し、前記取得された要望情報を用いて、前記蓄電装置の選定と前記スケジュールの作成との少なくとも一方を行なうように構成される、電力管理システム。
  2. 前記要望情報は、ユーザが前記蓄電装置の劣化を抑制することを望む程度を、前記蓄電装置の劣化抑制を望む/望まないのいずれかで示す情報と、ユーザが前記インセンティブを得ることを望む程度を、前記インセンティブを得ることを望む/望まないのいずれかで示す情報との少なくとも一方である、請求項1に記載の電力管理システム。
  3. 前記選定部は、前記要請部によってユーザに前記外部充電が要請される蓄電装置を選定するときには、前記第1要望度が低い又は前記第2要望度が高い蓄電装置から優先的に選ぶように構成される、請求項1又は2に記載の電力管理システム。
  4. 前記選定部は、前記要請部によってユーザに前記外部給電が要請される蓄電装置を選定するときには、前記第1要望度が高い又は前記第2要望度が高い蓄電装置から優先的に選ぶように構成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力管理システム。
  5. 前記選定部は、前記要請部によってユーザに前記外部給電が要請される蓄電装置を選定するときには、所定の条件を満たす状態の蓄電装置の中で、前記第1要望度が高い又は前記第2要望度が低い蓄電装置から優先的に選ぶように構成される、請求項1又は2に記載の電力管理システム。
  6. 前記サーバは、前記要請部の要請に応えたときにユーザに与えられるインセンティブ単価を、ユーザごとに管理するとともに、前記第1要望度が低い又は前記第2要望度が高いユーザほど前記インセンティブ単価を高くするように構成される、請求項5に記載の電力管理システム。
  7. 前記複数の蓄電装置の各々は、複数の移動体の各々に搭載され、
    前記サーバは、前記移動体ごとの次回出発時刻を取得するように構成され、
    前記複数の移動体の各々は、前記蓄電装置に蓄えられた電力を用いて移動するように構成され、
    前記スケジュール作成部は、前記選定された移動体に対する充電スケジュールを作成するときには、前記第1要望度が高い又は前記第2要望度が低いユーザの移動体ほど、充電終了時刻と前記次回出発時刻との乖離度が小さくなるように、前記充電スケジュールを作成する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力管理システム。
  8. 前記選定部は、前記要望情報を用いて、単位期間あたりの充電回数の上限値を、前記蓄電装置ごとに設定し、前記単位期間あたりの充電回数が前記上限値を超えている蓄電装置を、前記選定の候補から除外するように構成される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の電力管理システム。
  9. 前記複数の蓄電装置のユーザごとに携帯される複数の携帯端末を備え、
    前記複数の携帯端末の各々は、前記蓄電装置のユーザからの入力を受け付け、前記蓄電装置のユーザによって前記要望情報が入力されると、前記入力された要望情報を前記サーバへ送信するように構成される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電力管理システム。
  10. 前記複数の蓄電装置の各々は、複数の移動体の各々に搭載され、
    前記移動体ごとに搭載された複数のユーザ端末を備え、
    前記複数のユーザ端末の各々は、前記蓄電装置のユーザからの入力を受け付け、前記蓄電装置のユーザによって前記要望情報が入力されると、前記入力された要望情報を前記サーバへ送信するように構成される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電力管理システム。
  11. 前記複数の蓄電装置の各々は、複数の車両の各々に搭載され、
    前記複数の車両の各々と電気的に接続可能に構成される複数の電力設備と、
    前記複数の電力設備の各々に電力を供給する電力網とをさらに備え、
    前記要請部は、前記スケジュールに従って前記外部充電及び前記外部給電の少なくとも一方を制御することを前記車両のユーザに要請する信号を、前記車両に搭載された通信機器と、前記車両のユーザが携帯する携帯端末との少なくとも一方へ送信するように構成される、請求項1〜10のいずれか1項に記載の電力管理システム。
  12. 複数の蓄電装置を備える電力管理システムで用いられるサーバであって、
    前記複数の蓄電装置の各々は、外部から供給される電力によって前記蓄電装置を充電する外部充電と、前記蓄電装置から外部へ電力を供給する外部給電との少なくとも一方を行なうように構成され、
    当該サーバは、
    前記複数の蓄電装置から少なくとも1つの蓄電装置を選定する選定部と、
    前記選定された蓄電装置に対するスケジュールを作成するスケジュール作成部と、
    前記作成されたスケジュールに従って前記外部充電及び前記外部給電の少なくとも一方を制御することを、前記選定された蓄電装置のユーザに要請する要請部とを備え、
    前記蓄電装置の劣化を抑制することをユーザが望む程度である第1要望度と、前記要請に応じてインセンティブを得ることをユーザが望む程度である第2要望度との少なくとも一方の要望度を示す要望情報を前記蓄電装置ごとに取得し、前記取得された要望情報を用いて、前記蓄電装置の選定と前記スケジュールの作成との少なくとも一方を行なうように構成される、サーバ。
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