JP2023012743A - 電力需給調整方法および電力需給管理装置 - Google Patents

電力需給調整方法および電力需給管理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】蓄電池の状態に応じた売電処理を実施することにより、ユーザーの懸念事項を解消して、電力需給調整への参加を促進する方法を提供すること。【解決手段】ここに開示される電力需給調整方法は、送配電システム（２００）と電動車両に搭載された蓄電池（１０、１２、１４）との間の電力需給を調整する方法であって、前記蓄電池の売電許可を取得するステップと、前記取得した売電許可に基づいて前記売電許可を取得した蓄電池の電池情報と、前記送配電システムからの電力需要情報と、を取得するステップと、前記取得した蓄電池の電池情報および電力需要情報に基づいて、前記蓄電池から前記送配電システムに供給される売電量を算出するステップと、前記売電量に基づく電力を前記蓄電池から前記送配電システムに送電するステップと、前記売電量に基づいて前記電動車両のユーザーに付与するためのインセンティブを算出するステップと、を含む。【選択図】図２

Description

ここに開示される技術は、電力需給調整方法および該電力需給調整方法に使用される電力需給管理装置に関する。
近年、電力会社等が管理する送配電システムにおける電力需給バランスの調整に一般ユーザーが協力し、その見返りとして一定のインセンティブ（金銭、ポイント等）が付与されるという電力需給調整方法が提案されている。かかる電力需給調整方法では、送配電システムにおいて電力不足が生じた際に、繰り返し充放電が可能な大型の蓄電池を有しているユーザーに対して電力供給の要請が通知される。かかる要請に応じる場合、ユーザーは、自らが所有する蓄電池を電力需給管理装置に接続し、当該電力需給管理装置を介して送配電システムに電力を供給する。そして、この電力需給管理装置は、供給された電力に応じてユーザーに一定のインセンティブを付与する。かかる電力需給調整の方法に用いられる電力需給管理装置の一例が、引用文献１（特開２０２０－４２６８６）に開示されている。本明細書では、かかる一連の電力供給とインセンティブ付与に関する処理のことを「売電処理」と称する。
また、引用文献１に記載の電力需給管理装置は、蓄電池の現在の状態を示す状態情報を取得する状態情報取得部と、状態情報から蓄電池の消耗の程度を示す性能指標（蓄電池の劣化度）を算出する性能算出部と、蓄電池を送配電システムの電力需給調整手段として提供する提供者に対し、性能指標の値に応じたインセンティブを付与するインセンティブ付与部とを備えている。この電力需給管理装置では、蓄電池の劣化度が高い蓄電池を所有するユーザーに対して、高いインセンティブを付与する。これによって、蓄電池の劣化が進行しており、売電処理を躊躇するユーザーが電力需給調整に参加することを促すことができる。また、この引用文献１に記載の電力需給管理装置は、ユーザーの蓄電池が実際に電力需給調整手段として使用される前に、ユーザーの通信端末等に売電処理に参加することにより付与され得るインセンティブを通知する。ユーザーは当該通知に基づいて売電処理に参加するか否かを判断することができる。
しかしながら、売電処理への参加の意思を既に有しているユーザーにとっては、上述した通知を確認し売電処理への参加の有無を判断することを煩わしく感じ、売電処理への参加意欲を低減させることがあり得る。このため、ユーザーから売電許可を事前に得た上で、必要に応じて売電処理を適宜実施する電力需給管理装置も提案されている。例えば、引用文献２（特許第６７８３１９０号）には、ユーザーの事前承認の元、ユーザーに利益があるタイミングで売電処理を実施する電力需給管理装置が開示されている。引用文献２には、蓄電池が売電処理に参加することで得られる報酬額と、劣化特性に基づく買取価格とを比較し、報酬額が買取価格の低下額を上回った際に売電処理を自動的に実施することが記載されている。
特開２０２０－４２６８６号公報 特許第６７８３１９０号
上述した通り、特許文献２に記載の技術によると、ユーザーの手を煩わすことなく、好適な利益が出るように自動的に売電処理を実施することができる。しかしながら、かかる特許文献２に記載の技術は、金銭的なメリットが生じれば売電処理を実施するため、売電処理による蓄電池の状態への影響が考慮されていない。このため、電気自動車等の駆動源として使用している蓄電池において、金銭的なメリットのみの観点から売電処理が実施され、蓄電池の状態が過度に悪化し、安全性等への悪影響を生じさせる可能性がある。このような蓄電池の状態への影響は、電気自動車等のユーザーにとって懸念事項となり、電力需給調整への参加を躊躇させる要因となり得る。
ここに開示される技術は、かかる問題を解決するためになされたものであり、蓄電池の状態に応じた売電処理を実施することにより、ユーザーの懸念事項を解消して、電力需給調整への参加を促進する方法を提供することにある。
上述した課題を解決するべく、ここに開示される技術によって、以下の電力需給調整方法が提供される。ここに開示される電力需給調整方法は、送配電システムと電動車両に搭載された蓄電池との間の電力需給を調整する方法であって、以下のステップ：前記蓄電池に蓄電された電力の売電許可を取得するステップ；前記取得した売電許可に基づいて、前記売電許可を取得した蓄電池の電池情報と、前記送配電システムからの電力需要情報とを取得するステップ、ここで、前記蓄電池の電池情報には、少なくとも前記売電許可を取得した蓄電池の充電状態および電池健康度を含む；前記取得した蓄電池の電池情報および電力需要情報に基づいて、前記蓄電池から前記送配電システムに供給される売電量を算出するステップ；前記売電量に基づく電力を前記蓄電池から前記送配電システムに送電するステップ；および前記売電量に基づいて前記電動車両のユーザーに付与するためのインセンティブを算出するステップ；を包含する。
このような電力需給調整方法によれば、蓄電池の売電許可に基づいて、蓄電池の電池情報（充電状態および電池健康度）と、電力需要情報とを取得し、該情報に基づいて適切な売電量を算出し、算出した売電量を自動的に蓄電池から受電して、送配電システムへ送電する。このような電力需給調整方法によれば、ユーザーが売電に関する情報を監視して、電力需給調整への参加の有無を判断する煩わしさが解消される。また、各蓄電池の状態が考慮された売電処理が実施されるため、蓄電池の状態が過度に悪化する等の懸念が解消される。これにより、ユーザーの電力需給調整への参加を促進することができる。
ここに開示される電力需給調整方法の好適な一態様においては、前記売電量を算出するステップでは、前記売電許可を取得した蓄電池の充電状態および電池健康度と、予め定められたそれぞれの閾値とを比較したときに、前記蓄電池の充電状態および電池健康度のうち少なくともどちらか一方が前記閾値を下回る場合には、前記売電量が０となるように算出することを特徴とする。
かかる構成によれば、売電処理によって蓄電池の状態が過度に悪化し、電動車両の駆動源として使用した場合に、安全性等への悪影響を生じさせるような売電処理が中止される。これにより、売電処理によって電動車両が使用できなくなるというユーザーの懸念が解消されため、電力需給調整への参加が促進される。
ここに開示される電力需給調整方法の好適な一態様においては、前記売電量を算出するステップの後に、前記算出した売電量と、予め定められた売電量についての閾値とを比較するステップをさらに含み、前記算出した売電量が前記売電量についての閾値を上回る場合には、前記算出した売電量から少なくとも該閾値まで減算することを特徴とする。
かかる構成によれば、蓄電池から過大な電力が送電されることを防止する。これにより、蓄電池の状態が急激に劣化する懸念が解消され、ユーザーの電力需給調整への参加を促進することができる。
ここに開示される電力需給調整方法の好適な一態様においては、前記売電許可を取得するステップにおいて、前記売電許可に加えて、前記電動車両のユーザーが設定する売電条件を取得し、前記売電量を算出するステップの後に、前記売電条件を満たすか否かを判定するステップを含む。ここで、前記売電条件を満たす場合には、前記算出した売電量に基づく電力を前記送配電システムに送電することを特徴とする。
かかる構成によれば、ユーザーが設定する売電条件に基づく売電処理が実施される。これにより、ユーザーが意図しない売電処理が実施されないため、ユーザーの電力需給調整への参加を促進することができる。
また、他の側面において、ここに開示される電力需給管理装置を提供する。ここに開示される電力需給管理装置は、送配電システムと電動車両に搭載された蓄電池との間の電力需給を管理する電力需給管理装置であって、前記蓄電池に蓄電された電力の売電許可を取得する売電情報管理部と、前記売電許可を取得した蓄電池の電池情報を取得する電池情報取得部と、前記送配電システムからの電力需要情報を取得する電力需要情報取得部と、前記電池情報取得部が取得した電池情報および前記電力需要情報取得部が取得した電力需要情報に基づいて、前記蓄電池から前記送配電システムに供給される売電量を算出する売電量管理部と、前記売電量に基づく電力を前記蓄電池から前記送配電システムに送電する送受電管理部と、前記売電量に基づいて前記電動車両のユーザーに付与するためのインセンティブを算出するインセンティブ管理部と、を備える。ここで、前記蓄電池の電池情報は、少なくとも前記売電許可を取得した蓄電池の充電状態および電池健康度を含む。
上記構成の電力需給管理装置によれば、蓄電池の売電許可に基づいて蓄電池の電池情報（充電状態および電池健康度）と電力需要情報とを取得し、該情報に基づいて適切な売電量を算出する。そして、算出した売電量を蓄電池から自動的に受電し、送配電システムへ送電する。かかる構成によれば、電力需給調整への参加の有無を判断する煩わしさと、蓄電池の状態の過度な悪化等の懸念とが解消される。これにより、ユーザーの電力需給調整への参加を促進することができる。
ここに開示される電力需給管理装置の好適な一態様においては、前記売電量管理部には、予め定められた電池健康度および充電状態についてのそれぞれの閾値が記憶されており、前記電池情報取得部が取得した蓄電池の電池健康度および充電状態と、前記それぞれの閾値とを比較して、前記蓄電池の電池健康度および充電状態のうち少なくともどちらか一方が前記閾値を下回る場合には、前記売電量が０となるように算出する。
かかる構成によれば、蓄電池の状態の過度な悪化が防止され、電動車両が使用できなくなるというユーザーの懸念が解消される。これにより、ユーザーの電力需給調整への参加を促進することができる。
ここに開示される電力需給管理装置の好適な一態様においては、前記売電量管理部には、予め定められた売電量についての閾値が記憶されており、前記売電量管理部において算出した売電量と、前記売電量についての閾値とを比較して、前記算出した売電量が前記売電量についての閾値を上回る場合には、前記算出した売電量から該閾値まで減算する。
かかる構成によれば、蓄電池から過大な電力が売電されることが防止される。これにより、蓄電池が急激に劣化するというユーザーの懸念が解消され、ユーザーの電力需給調整への参加を促進することができる。
ここに開示される電力需給管理装置の好適な一態様においては、前記売電情報管理部は、前記売電許可の取得に加えて、前記電動車両のユーザーが設定する売電条件を取得し、前記売電量管理部は、前記売電条件を満たすか否かを判定し、前記売電条件を満たす場合には前記算出した売電量を前記送受電管理部に送信するように構成されている。
かかる構成によれば、ユーザーが設定する売電条件に基づく売電処理が実施される。これにより、ユーザーが意図しない売電処理が実施される懸念が解消され、ユーザーの電力需給調整への参加を促進することができる。
一実施形態に係る電力需給管理装置が適用される一例を模式的に示す図である。 一実施形態に係る電力需給調整方法を大まかに示す図である。 一実施形態に係る電力需給調整方法を示すフロー図である。 一実施形態に係る充電状態ａと充電状態補正係数ｂの関係を示す図である。 一実施形態に係る電池健康度ｃと電池健康度補正係数ｄの関係を示す図である。 一実施形態に係る電力需給管理装置の構成の一例を模式的に示す図である。
以下、図面を参照しながらここに開示される電力需給調整方法の一実施形態を説明する。なお、本明細書において言及していない事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。本発明は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。
まず、ここに開示される電力需給管理装置１００が適用される一例について、図１を参照しつつ説明する。電力需給管理装置１００は、送配電システム２００の電力需給バランスの安定化に貢献するために、電動車両５０、５２、５４に搭載される蓄電池１０、１２、１４と、送配電システム２００との間の送電または受電（以下、送受電ともいう。）を適切に管理する装置である。電力需給管理装置１００は、電力需給調整に参加して電力を供給した電動車両のユーザー２０、２２、２４に対して、供給量に応じたインセンティブ（金銭、ポイント等）を付与する。電動車両のユーザー２０、２２、２４は、電力需給調整に参加することにより、供給量に応じたインセンティブを得られるため、電力需給調整に参加するメリットがある。このような電力需給管理装置１００は、アグリゲーターとも呼ばれるシステム管理者によって管理されている。アグリゲーターは、送配電システム２００等の要求に応じるべく、上述したように電動車両等から電力を調達し、送配電システム２００に供給する。このため、システム管理者は、必要な電力量を確保するために、電力需給調整への参加を促進する売電処理の方法を提供し、電力をマネジメントする。
なお、本明細書において「インセンティブ」とは、ユーザー毎に調整可能なものであれば、特に限定されない。インセンティブは、金銭であってもよく、商品等と交換可能ないわゆるポイントであってもよい。
本明細書において「電動車両」とは、輸送機器の一種であって、四輪車であってもよく、二輪車であってもよい。電動車両は、駆動源として蓄電池を備える電気自動車（ＥＶ）であってもよく、駆動源として蓄電池と内燃機関とを備えたハイブリッド車（ＨＶ）であってもよい。なお、本明細書における「ハイブリッド車」には、定置電源から蓄電池への充電装置を備えた、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）が含まれる。また、電動車両５０、５２、５４は、通信ネットワーク３００と双方向通信可能な通信装置や、蓄電池１０、１２、１４の充電状態や電池健康度を計測可能な電気系統の制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を備えているとよい。
また「蓄電池」とは、電力を蓄積する装置である。蓄電池は、蓄積された電力を電動車両に提供することができる。また、蓄電池は電力需給管理装置１００と電気的に接続されることにより、蓄積された電力を送配電システム２００に供給することができる。蓄電池には、例えば、リチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池のような二次電池や、電気二重層キャパシタ等の蓄電デバイスが含まれ得る。
また、「ユーザー」とは、電動車両の所有者であり得る。ここでのユーザーとは、電動車両を所有する本人に限られず、ユーザーの家族等、該電動車両を使用し得る任意の人物であってよい。なお、図１中において、蓄電池、電動車両、およびユーザーは、３つずつ記載しているが、これは簡略化したものであり、蓄電池、電動車両、およびユーザーの数を限定することを意図したものではない。
図１に示すように、電力需給管理装置１００は、電線３０によって、送配電システム２００と送受電可能に接続されている。電力需給管理装置１００と、電動車両５０、５２、５４とは、電線３１、３２、３３によって適宜接続されることによって、電動車両５０、５２、５４に搭載される蓄電池１０、１２、１４から電力を供給可能に接続される。
送配電システム２００は、電線３４、３５によって、発電所２１０、２１２から電力が供給されるように接続されている。発電所２１０、２１２は、発電設備を備え、送配電システム２００に電力を供給できる施設であれば特に限定されない。例えば、火力、風力、水力、原子力、太陽光等の従来公知の発電設備を備える施設であり得る。
送配電システム２００は、電線３６、３７によって、電力消費施設２２０、２２２へ電力を供給できるように接続されている。電力消費施設２２０、２２２は、送配電システム２００から供給された電力を消費する施設であればよく、特に限定されるものではない。例えば、住宅、商業施設、工場、学校等の施設であり得る。これにより、送配電システム２００は、発電所２１０、２１２から供給された電力を、電力消費施設２２０、２２２に供給することができる。
通信ネットワーク３００は、有線通信であってもよく無線通信であってもよい。通信ネットワーク３００は、例えば、インターネット、携帯電話回線、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等の通信網を含み得る。電力需給管理装置１００は、通信ネットワーク３００を介し、送配電システム２００およびユーザー２０、２２、２４が所有する通信端末（図示せず）と双方向通信可能なように、通信網４０、４１、４２、４３、４４によって接続されている。なお、通信端末とは、通信ネットワーク３００を介して電力需給管理装置１００や送配電システム２００とユーザー２０、２２、２４とが双方向通信可能な端末であればよく、例えば、ユーザーが使用する携帯電話やスマートフォン、タブレットやノートブックコンピューター、ウェアラブル端末であってもよいし、電動車両５０、５２、５４に搭載されるカーナビゲーションシステムであってもよい。これらユーザーの通信端末は、情報を表示可能な画面と、タッチパネル、キーボードまたはマウスなどのユーザーが操作して入力する入力手段と、端末制御装置とを備えている。
図１に示す構成は、電力需給管理装置１００を介した送配電システム２００と電動車両５０、５２、５４に搭載される各蓄電池１０、１２、１４との電力需給調整の処理に用いられる。かかる電力需給調整方法の概要について図２を参照しながら説明する。
電力需給管理装置１００は、売電処理への参加の意思を有するユーザーから、蓄電池の売電許可を取得する（Ｓ１）。蓄電池の売電許可を取得した電力需給管理装置１００は、売電許可を取得した蓄電池の電池情報と、送配電システム２００からの電力需要情報とを取得する（Ｓ２）。電池情報には、少なくとも売電許可を取得した蓄電池の充電状態および電池健康度が含まれる。電力需給管理装置１００は、取得した蓄電池の充電状態および電池健康度と、電力需要情報とに基づいて売電量を算出する。そして、該売電量に基づく電力を蓄電池から送配電システム２００に送電する（Ｓ３）。電力需給管理装置１００は、売電量に応じたインセンティブを付与する（Ｓ４）。このような処理を行うことによって、電力需給管理装置１００を介した送配電システム２００と電動車両５０、５２、５４に搭載される蓄電池１０、１２、１４との間の電力需給調整（売電処理）が実現される。
ここに開示される電力需給管理装置１００を用いた電力需給調整は、蓄電池の売電許可の取得（Ｓ１）に基づいて、売電処理を実施するために必要な情報を各蓄電池や送配電システム２００から取得し（Ｓ２）、蓄電池の状態（充電状態および電池健康度）と電力需要情報とに基づいた適切な売電量を算出して、当該売電量に基づく電力を自動的に蓄電池から送配電システム２００に送電する（Ｓ３）ことを特徴とする。このような電力需給調整方法によれば、ユーザーがインセンティブ等の売電に関する情報を監視して、電力需給調整への参加の有無を判断する煩わしさが解消される。また、各蓄電池の状態に応じた適切な売電量が売電されるため、電力需給調整に参加することによる蓄電池の状態が過度に悪化する等の懸念が解消される。これにより、ユーザーの電力需給調整への参加を促進することができる。
次に、図２において説明した方法をより詳細に説明する。図３は、ここに開示される電力需給調整方法を示すフロー図である。ここに開示される電力需給調整方法は、蓄電池の電池情報と電力需要情報に応じた売電処理を実現するために、図２中のＳ１～Ｓ４のステップにおいて具体的に以下のステップを含む。
まず、図２中のＳ１において、以下のステップＳ１０を実施する。ステップＳ１０では、電力需給管理装置１００は、売電処理への参加の意思を有するユーザーから、蓄電池の売電許可を取得する。売電許可は、図示しないユーザーの通信端末から通信ネットワーク３００を介して送信されてもよいし、後述する電力需給管理装置１００の入出力部１１０に対して直接入力されてもよい。また、電力需給管理装置１００が売電許可を取得するタイミングは限定されず、各電動車両と電力需給管理装置１００とが電気的に接続したタイミング毎に売電許可を取得してもよいし、事前の契約等によって蓄電池の売電許可が予め取得され、記憶されていてもよい。
ステップＳ１０では、蓄電池の売電許可に加えてさらに売電条件を取得してもよい。ここで、売電条件とは、売電許可を取得している蓄電池に対して売電処理を実施する際の条件であって、ユーザーが任意に設定することができる。売電条件としては、例えば、ユーザーが任意に設定する売電量（以下、「設定売電量」ともいう。）、ユーザーが希望するインセンティブ付与レート、蓄電池からの売電が可能な時間帯等が挙げられる。
なお、本明細書において「インセンティブ付与レート」とは、付与すべきインセンティブの算出に使用される係数である。該インセンティブ付与レートが高いほどユーザーに還元される金銭やポイント等のインセンティブが多くなる。インセンティブ付与レートは、電力需要情報に含まれ得る。
図２中のＳ２において、以下のステップＳ２０～２２を実施する。なお、ステップＳ２０とＳ２１とは、順不同であり、同時に行ってもよい。
ステップＳ２０では、売電許可を取得した蓄電池の電池情報を取得（推定）する。ここで、蓄電池の電池情報は、少なくとも蓄電池の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）および電池健康度が含まれる。本明細書において「蓄電池の充電状態（ＳＯＣ）」とは、蓄電池の満充電容量に対する残存充電量の比率を意味する。また、「蓄電池の電池健康度」とは、蓄電池の劣化度を示す値である。蓄電池の電池健康度Ｘは、例えば、蓄電池の抵抗上昇率、容量維持率、温度、蓄電池の使用年数、充放電回数等の少なくとも一つに基づいて算出される値であってもよく、かかる蓄電池の状態に関する複数の情報に基づいて算出される値であってもよい。より好ましくは、蓄電池の電池健康度は、蓄電池の抵抗上昇率と、容量維持率と、温度との少なくとも一つに基づく値であってよい。
蓄電池の電池健康度を取得（推定）する方法としては特に限定されない。一例として、電圧センサおよび電流センサで検出したデータに基づいて、充放電時の電圧変化分をそのときの電流値の変化分で除算することにより内部抵抗を推定し、該内部抵抗から初期内部抵抗を差し引いて抵抗上昇率を算出することによって、電池健康度を取得（推定）するとよい。なお、蓄電池の初期内部抵抗値は、上記売電許可を取得した蓄電池の初期状態において計測された値を採用してもよいし、上記売電許可を取得した蓄電池の種類等を参照して、同種の蓄電池を製造する製造元から初期内部抵抗値を取得して採用してもよい。
蓄電池の充電状態（ＳＯＣ）を取得（推定）する方法としては特に限定されない。一例として、電圧センサによって測定された蓄電池の電圧を、ＳＯＣ－ＯＣＶ曲線と比較することで、ＳＯＣの概算値を取得（推定）してもよい。なお、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）は、通電していないときの二次電池の電圧を意味し、開回路電圧とも言われる。
蓄電池の電池情報（充電状態および電池健康度）は、上述したように電力需給管理装置１００において取得（推定）されるものであってもよく、車両に搭載される電気系統の制御装置（例えばＥＣＵ）によって取得された値を採用してもよい。
ステップＳ２１では、送配電システム２００から電力需要情報を取得する。電力需要情報には、少なくとも電力要求量（ｋＷｈ）が含まれている。電力需要情報には、電力要求量の他に、インセンティブ付与レートが含まれているとよい。かかる電力需要情報は、通信ネットワーク３００を介して、後述する電力需給管理装置１００の入出力部１１０から取得することができる。
ステップＳ２２では、上記取得した売電許可と電力需要情報とから標準売電量（ｋＷｈ）を算出する。ここで、標準売電量（ｋＷｈ）とは、送配電システム２００から取得した電力要求量（ｋＷｈ）を、売電許可を取得した蓄電池の数で除することによって算出される値である。言い換えれば、標準売電量は、各蓄電池の電池情報に基づいて何らの調整もされない場合に、売電許可を取得した各蓄電池から送配電システム２００に一律に供給される電力量である。
図２中のＳ３において、以下のステップＳ３０～Ｓ３２およびＳ３７を実施する。ステップＳ３０～Ｓ３２は、蓄電池の電池情報と電力需要情報とに基づいて売電量を算出するステップである。また、ステップＳ３７は、売電量に基づく電力を蓄電池から送配電システム２００に送電するステップである。
ステップＳ３０では、売電許可が取得されている蓄電池の充電状態および電池健康度と、予め定められたそれぞれの閾値とを比較する。ここで、それぞれの閾値（充電状態についての閾値ａｔおよび電池健康度についての閾値ｃｔ）について説明する。上述したように、ここに開示される電力需給管理装置１００においては、蓄電池の電池情報（充電状態および電池健康度）に基づく適切な売電量を算出する。例えば、電池健康度が非常に良好であっても充電状態が極端に低いような場合には、売電処理を実施することによってさらに充電状態が低くなり、蓄電池が駆動源としての役割を果たさなくなることがあり得る。そこで、売電処理を実施可能と判断できる最低値として、それぞれの閾値（充電状態についての閾値ａｔおよび電池健康度についての閾値ｃｔ）を予め定めておき、蓄電池の電池健康度および充電状態のうち少なくともどちらか一方が、該閾値を下回る場合には売電処理が中止される。すなわち、充電状態についての閾値ａｔおよび電池健康度についての閾値ｃｔは、売電許可を取得した蓄電池が売電処理を実施可能であるか否かの判断基準として設定される。かかる構成によれば、売電処理を実施したことにより蓄電池を駆動源とする電動車両が使用できなくなる等の懸念事項が解消される。
なお、充電状態についての閾値ａｔおよび電池健康度についての閾値ｃｔは、蓄電池の種類や用途によって異なるため一概には規定されないが、例えば、電動車両が走行可能な残存充電量や、各蓄電池の交換が必要な程度の容量維持率を参考として任意の値を設定するとよい。
蓄電池の充電状態および電池健康度のうち少なくともどちらか一方が、上記閾値を下回る場合（Ｓ３０：ＮＯ）には、ステップＳ３２に進む。例えば、蓄電池の充電状態が充電状態についての閾値ａｔを下回る場合には、蓄電池の残存充電量が非常に少ないため、蓄電池からの電力供給が中止されるべき状態である。したがって、図４に示すように充電状態補正係数ｂは０となる。また、蓄電池の電池健康度が電池健康度についての閾値ｃｔを下回る場合には、蓄電池の例えば抵抗上昇率が非常に高い等、電池の健康状態が不良であるため、蓄電池からの電力供給が中止されるべき状態である。したがって、図５に示すように電池健康度補正係数ｄは０となる。このように、蓄電池の充電状態および電池健康度のうち少なくともどちらか一方がそれぞれの閾値を下回る場合には、蓄電池の売電量は０（ｋＷｈ）と算出される。これにより、実質的に蓄電池からの電力供給が中止され、売電処理を終了する。
蓄電池の充電状態および電池健康度がともにそれぞれの閾値を上回る場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）には、ステップＳ３１に進む。
ステップＳ３１では、売電許可が取得されている蓄電池の電池情報（充電状態および電池健康度）に基づいて、売電量が算出される。売電量は、特に限定するものではないが、例えば、標準売電量（ｋＷｈ）と充電状態補正係数ｂと電池健康度補正係数ｄとの積から算出される値であってよい。
ステップＳ３１では、売電量を算出するために、売電許可が取得されている蓄電池の充電状態および電池健康度を、予め定められたそれぞれの基準値と比較する。ここで、それぞれの基準値（充電状態についての基準値ａｓｔｄおよび電池健康度についての基準値ｃｓｔｄ）は、上記それぞれの閾値を上回る値として設定される値であり、該閾値を上回る売電処理を実施可能な状態の蓄電池のうち、売電量の算出に際して標準売電量から加算するか減算するかの判断基準として設定される。充電状態についての基準値ａｓｔｄおよび電池健康度についての基準値ｃｓｔｄは、蓄電池の種類や用途によって異なるため一概には規定されないが、例えば、電動車両が満充電時航続距離の７５％相当の距離を走行可能な蓄電池の残存充電量や各蓄電池の寿命の半分が経過した時点の容量維持率を参考として任意の値を設定するとよい。
蓄電池の充電状態ａが充電状態についての閾値ａｔを上回る場合には、充電状態補正係数ｂは図４に示すように、最小値ｂｍｉｎから最大値ｂｍａｘまでの値をとり得る。ここで、蓄電池の充電状態ａが基準値ａｓｔｄを上回る場合には、該蓄電池の残存充電量が特に十分であるため、標準売電量を超過した売電処理が実施される。したがって、図４に示すように、充電状態補正係数ｂは基準値ｂｓｔｄを超過する値となる。一方で、蓄電池の充電状態ａが基準値ａｓｔｄを下回る場合には、蓄電池が売電可能な状態であるものの、蓄電池の残存充電量の観点からは、積極的な売電処理は抑制され得る。したがって、図４に示すように、充電状態補正係数ｂは基準値ｂｓｔｄ未満の値となる。なお、ここでの基準値ｂｓｔｄは、１（すなわち、標準売電量と同等）である。
また、蓄電池の電池健康度ｃが電池健康度についての閾値ｃｔを上回る場合には、電池健康度補正係数ｄは図５に示すように、最小値ｄｍｉｎから最大値ｄｍａｘまでの値をとり得る。ここで、蓄電池の電池健康度ｃが基準値ｃｓｔｄを上回る場合には、該蓄電池の状態が特に良好であるため、標準売電量を超過した売電処理が実施される状態である。したがって、図５に示すように、電池健康度補正係数ｄは基準値ｄｓｔｄを超過する値となる。一方で、蓄電池の電池健康度ｃが基準値ｃｓｔｄを下回る場合には、蓄電池が売電可能な状態であるものの、急激な劣化を抑制する観点からは、積極的な売電が抑制され得る。したがって、図５に示すように、電池健康度補正係数ｄは基準値ｄｓｔｄ未満の値となる。なお、ここでの基準値ｄｓｔｄは、１（すなわち、標準売電量と同等）である。
充電状態補正係数ｂは、具体的には下式（１）によって算出することができる。
Figure 2023012743000002
また、電池健康度補正係数ｄは、上述した充電状態補正係数ｂと同様に、具体的には下式（２）によって算出することができる。
Figure 2023012743000003
ステップＳ３１では、上述したように蓄電池の充電状態および電池健康度に基づいて充電状態補正係数ｂおよび電池健康度補正係数ｄが算出され、各補正係数と標準売電量とに基づいて売電量が算出される。すなわち、蓄電池の状態が総合的に判断して特に良好である場合には標準売電量を上回るように売電量を算出し、蓄電池の状態が総合的に判断してやや不良傾向である場合には標準売電量を下回るように売電量を算出する。したがって、各蓄電池の状態を考慮せずに一律の電力量を回収するよりも、蓄電池の状態を過度に悪化させることのない売電処理が実施される。これにより、特には電動車両の駆動源として該蓄電池を使用するユーザーの懸念が解消されるため、ユーザーの電力需給調整への参加が促進される。
ステップＳ３１において売電量を算出した後は、ステップＳ３７に進む。ステップＳ３７において電力需給管理装置１００は、蓄電池から売電量に基づく電力を送配電システム２００に送電する。上述したように、ここで売電処理の実施対象となる蓄電池は売電許可が取得されている。このため、ここに開示される電力需給管理装置１００はかかる売電許可に基づいて、上記算出された電力量を蓄電池から自動的に受電する。そして、電力需給管理装置１００は、かかる電力を送配電システム２００へ送電する。
図２中のＳ３において、以下のステップＳ３３～Ｓ３６を追加のステップとして実施してもよい。なお、ステップＳ３３～Ｓ３５のみを追加のステップとして実施してもよいし、ステップＳ３６のみを追加のステップとして実施してもよい。あるいは、ステップＳ３３～Ｓ３６のステップを追加のステップとしてすべて実施してもよい。
ステップＳ３３は、ステップＳ３１において算出した売電量と予め定められた売電量についての閾値とを比較する。ここで、売電量についての閾値は、上記で算出した売電量が適切な範囲の売電量か否かを判断する基準である。例えば、標準売電量は上述したように送配電システム２００から取得した電力要求量を売電許可を取得している蓄電池の数で除した値であるため、売電許可を取得している蓄電池の数が過小である場合には、標準売電量として過大な値が算出され得る。したがって、該標準売電量と各補正係数とに基づいて売電量が算出される場合には、過大な売電量が算出され得る。かかる過大な売電量を蓄電池に負担させることは妥当ではないため、蓄電池から売電可能な売電量の最大値として売電量についての閾値が設定されるとよい。
なお、売電量についての閾値は電力需給管理装置１００において設定される値であってもよいし、ユーザーが売電条件として設定する設定売電量を採用してもよい。設定売電量を売電量についての閾値として採用することにより、ユーザーが意図しない量の電力が蓄電池から送電されることを防止する。
算出した売電量が売電量についての閾値を下回る（Ｓ３５：ＹＥＳ）には、算出した売電量は適切な範囲内であるとして、ステップＳ３５に進み、売電量が決定される。
一方で、算出した売電量が売電量についての閾値を上回る（Ｓ３３：ＮＯ）には、ステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、算出した売電量を少なくとも売電量についての閾値まで減算する。なお、売電量は、少なくとも売電量の閾値まで減算されるように構成されていればよく、売電量についての閾値よりも小さい値（例えば、売電量についての閾値の７０％～９９％程度の値）まで減算されるように構成されていてもよい。
ステップＳ３６では、ステップＳ１０において取得し得る、ユーザーが設定した売電条件を満たすか否かを判定する。ユーザーが設定した売電条件を満たす場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）には、ステップＳ３７に進む。
ユーザーが設定した売電条件を満たさない場合（Ｓ３６：ＮＯ）には、売電処理を終了する。すなわち、売電許可が取得されていても、ユーザーが設定する売電条件を満たさない場合には売電処理が中止される。これにより、ユーザーが意図しない条件の売電処理が実施されることを防止する。
図２中のＳ４において、以下のステップＳ４０を実施する。ステップＳ４０では、売電量に基づくインセンティブを蓄電池のユーザーに付与する。インセンティブは、例えば、売電量とインセンティブ付与レートとから算出されるものであってよい。なお、付与の方法は特に限定されず、例えば、通信ネットワーク３００を介してユーザーの通信端末にポイント等が付与されるように構成されていてもよい。
上述した構成の電力需給調整方法によれば、売電許可を取得した蓄電池の電池情報（充電状態および電池健康度）と、送配電システム２００からの電力需要情報とに基づいて、適切な売電量が算出される。これに加えて、過大な売電量の売電を防ぐための売電量についての閾値が設定されることで、蓄電池の状態を急激に劣化させるような売電処理が防止される。さらに、ユーザーが設定する売電条件を満たすか否かを判定することにより、ユーザーが意図しない売電処理が実施されることが防止される。このような電力需給調整方法によれば、ユーザーの懸念事項が解消されるため、電力需給調整への参加を促進することができる。
次に、図２および図３において説明した処理を実現するための電力需給管理装置１００の具体的な構成の一例について説明する。図６は、電力需給管理装置１００の大まかな構成を説明する図である。図６に示すように電力需給管理装置１００は、所定の情報を外部から取得可能および外部へ提供可能な入出力部１１０、各電動車両および送配電システム２００を電気的に接続する送受電部１２０、および、電力供給処理を制御して送配電システム２００と各電動車両に搭載される蓄電池との間の電力需給調整を実現する制御部１３０を備えている。
入出力部１１０は、所定の情報を外部から取得可能および外部へ提供可能となるように構成される機器の総称である。特に限定されるものではないが、入出力部１１０は、通信ネットワーク３００を介した双方向通信が可能なように構成されていてもよい。例えば、モバイル通信プロバイダが提供する通信サービス等を通じて、通信ネットワーク３００（図１参照）に接続されるように構成されているとよい。また、入出力部１１０は、図示されないディスプレイ等の表示画面と、タッチパネル等による入力手段と、が設けられるように構成されていてもよい。
送受電部１２０は、電動車両５０、５２、５４と送配電システム２００とを電気的に接続する機器の総称である。送受電部１２０は、例えば、電線３１、３２、３３（図１参照）を介して、電動車両５０、５２、５４が電気的に接続可能な電源プラグ等を備えている。送受電部１２０は、制御部１３０からの信号に従って、各電動車両に搭載される蓄電池から受電し送配電システム２００に送電することができるように構成されている。送受電部１２０は、また、内部に電力を蓄積可能なバッテリを内蔵していてもよい。
制御部１３０は、電力供給処理を制御して送配電システム２００と各電動車両に搭載される蓄電池との間の電力需給調整を実現するように構成されている。制御部１３０は、電力需給管理装置１００における情報処理を行う機器の総称である。制御部１３０は、電力需給管理装置１００内部に格納された演算装置で構成されていてもよい。かかる演算装置は、例えば、マイクロコンピュータにより構成される。マイクロコンピュータのハードウェア構成は、これに限定されるものではないが、例えば、制御を行うためのプログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、該プログラムを実施可能な中央演算処理装置（central processing unit：ＣＰＵ）と、該プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（random access memory）と、上記プログラムや各種データを格納するメモリ等からなる記憶装置と、入出力ポートと、を含む。制御部１３０には、入力ポートを介して入出力部１１０の出力信号が入力される。そして、制御部１３０は、入出力部１１０からの出力信号に基づいて、所定の情報を取得するように構成されている。
なお、制御部１３０は、電力需給管理装置１００の内部に物理的に格納された演算装置でなくてもよい。例えば、電力需給管理装置１００がＬＡＮケーブルやインターネットなどを通じて外部のコンピュータとデータ通信可能に接続されている場合、当該外部のコンピュータが電力需給管理装置１００の制御部１３０として電力需給を制御してもよい。また、制御部１３０の処理は、複数のコンピュータが協働して実施してもよい。例えば、ネットワーク上のサーバーなどに記憶された情報を電力需給管理装置１００内の演算装置が処理することによって電力需給を制御してもよい。または、制御部１３０が実施すべき処理を、電力需給管理装置１００内の演算装置と外部のコンピュータとが協働して実施してもよい。なお、ここでの「外部のコンピュータ」は、対象とする蓄電池に取り付けられた制御装置であってもよい。例えば、蓄電池が車両に搭載されている場合には、当該車両の電気系統の制御装置（例えばＥＣＵ）を制御部１３０の一部として利用することができる。この車両のＥＣＵは、後述する電池情報取得部１３２として機能し得る。
ここに開示される電力需給管理装置１００は、売電情報管理部１３１、電池情報取得部１３２、電力需要情報取得部１３３、売電量管理部１３４、送受電管理部１３５およびインセンティブ管理部１３６を備えている。そして、図６に示す構成では、これらを制御部１３０の機能の一部として備えている。
売電情報管理部１３１は、外部から取得した売電情報を管理する。売電情報管理部１３１は、蓄電池の売電処理を管理するために必要な情報が取得されて記憶される。蓄電池の売電処理を管理するために必要な情報としては、例えば、売電許可や、設定売電量、希望するインセンティブ付与レート、売電を実施する蓄電池、該蓄電池の種類、ユーザーの氏名や住所等の個人情報、ユーザーの現在位置情報等が挙げられる。かかる売電情報は、上述した入出力部１１０の入力手段等をユーザーが操作して入力してもよいし、ユーザーの通信端末等から通信ネットワーク３００を介して送信してもよい。売電情報管理部１３１は、売電許可が取得されている蓄電池毎に蓄電池ＩＤ（識別子）を付与して、売電処理可能リストを作成するように構成されていてもよい。
電池情報取得部１３２は、上記売電許可を取得した蓄電池の電池情報を取得（推定）する。電池情報取得部１３２は、蓄電池の電池情報として、少なくとも蓄電池の充電状態（ＳＯＣ）および電池健康度を取得する。
蓄電池の電池健康度は例えば、抵抗上昇率から算出されてもよい。一例として、蓄電池の内部抵抗を取得する方法としては、電圧センサおよび電流センサで検出される各種データに基づいて、蓄電池の充放電時の電圧変化分をそのときの電流値の変化分で除することにより、蓄電池の内部抵抗を取得する方法（電流変化量のパラメータと電圧変化量およびインピーダンス変化量に基づくパラメータとを直線近似し、近似した直線の傾きを蓄電池のインピーダンスとして算出する方法）が例示される。これによって取得された蓄電池の内部抵抗から、蓄電池の初期内部抵抗を差し引くことによって、該蓄電池の抵抗増加率を算出することができる。
蓄電池の電池情報は、電池情報取得部１３２によって取得（推定）されるものであってもよく、各電動車両が備える電気系統の制御装置（例えばＥＣＵ等）において取得（推定）される値を採用してもよい。電池情報取得部１３２は、例えば、各蓄電池の電池情報（充電状態および電池健康度）を蓄電池ＩＤと紐づけて上記作製された売電処理可能リストに保存する。
電力需要情報取得部１３３は、送配電システム２００からの電力需要情報を取得する。電力需要情報は、例えば、電力要求量（ｋＷｈ）やインセンティブ付与レート、電力を供給すべき時間帯、送配電システム２００の位置情報等であり得る。かかる電力需要情報は、入出力部１１０から取得することができる。
売電量管理部１３４は、上記取得された蓄電池の電池情報と電力需要情報とに基づいて、売電量（ｋＷｈ）を算出する。売電量を算出するために必要な情報として、売電許可を取得した蓄電池の数、蓄電池の電池健康度、蓄電池の充電状態（ＳＯＣ）、電力要求量等が入力される。具体的な売電量の算出方法については、上述したとおりである。
送受電管理部１３５は、各蓄電池と送配電システム２００との送受電量を管理する。送受電管理部１３５は、送受電量を管理するために必要な情報、例えば、送配電システム２００からの電力要求量、上記算出した売電量等が入力される。そして、送受電管理部１３５は、算出した売電量に基づく電力を蓄電池から送配電システム２００へ送電するように、送受電部１２０に対して情報を出力する。送受電部１２０は、該情報に基づく電力量を蓄電池から受電し、送配電システム２００に送電する。
インセンティブ管理部１３６は、売電量に基づいて各蓄電池のユーザーに付与するためのインセンティブを算出する。インセンティブ管理部１３６に、インセンティブを算出するための情報として、例えば、売電量、インセンティブ付与レート等が入力される。インセンティブ管理部１３６は、かかる情報に基づいてインセンティブを算出し、該インセンティブに関する情報を入出力部１１０に送信する。そして、入出力部１１０は、通信ネットワーク３００等を介してユーザーにインセンティブを付与する。
上述した構成の電力需給管理装置１００によれば、図２および図３において説明した電力需給処理を実現することができる。なお、上述した構成は、ここに開示される電力需給管理装置１００の具体的な構成の一例を示すものであり、ここに開示する技術をかかる構成に限定するものではない。入出力部１１０や送受電部１２０は、例えば、代替となる機能を有する手段によって構成されていてもよい。
以上の構成の電力需給管理装置１００によれば、蓄電池の売電許可に基づいて蓄電池の電池情報（充電状態および電池健康度）と電力需要情報とを取得し、該情報に基づいて適切な売電量を算出する。そして、算出した売電量に基づく電力を蓄電池１０、１２、１４から送配電システム２００へ自動的に送電する。このような電力需給管理装置１００によれば、蓄電池のユーザーが売電に関する情報を監視して、電力需給調整への参加の有無を判断する煩わしさが解消される。また、各蓄電池の状態に応じた適切な売電処理が実施されるため、売電処理による蓄電池の過度な劣化等の懸念が解消される。これにより、ユーザーの電力需給調整への参加を促進することができる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
１０、１２、１４ 蓄電池
２０、２２、２４ ユーザー
３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７ 電線
４０、４１、４２、４３、４４ 通信網
５０、５２、５４ 電動車両
１００ 電力需給管理装置
１１０ 入出力部
１２０ 送受電部
１３０ 制御部
１３１ 売電情報管理部
１３２ 電池情報取得部
１３３ 電力需要情報取得部
１３４ 売電量管理部
１３５ 送受電管理部
１３６ インセンティブ管理部
２００ 送配電システム
２１０、２１２ 発電所
２２０、２２２ 電力消費施設
３００ 通信ネットワーク

Claims (8)

  1. 送配電システムと電動車両に搭載された蓄電池との間の電力需給を調整する方法であって、以下のステップ：
    前記蓄電池に蓄電された電力の売電許可を取得するステップ；
    前記取得した売電許可に基づいて、前記売電許可を取得した蓄電池の電池情報と、前記送配電システムからの電力需要情報とを取得するステップ、ここで、前記蓄電池の電池情報には、少なくとも前記売電許可を取得した蓄電池の充電状態および電池健康度を含む；
    前記取得した蓄電池の電池情報および電力需要情報に基づいて、前記蓄電池から前記送配電システムに供給される売電量を算出するステップ；
    前記売電量に基づく電力を前記蓄電池から前記送配電システムに送電するステップ；および、
    前記売電量に基づいて前記電動車両のユーザーに付与するためのインセンティブを算出するステップ；
    を包含する、電力需給調整方法。
  2. 前記売電量を算出するステップでは、前記売電許可を取得した蓄電池の充電状態および電池健康度と、予め定められたそれぞれの閾値とを比較したときに、
    前記蓄電池の充電状態および電池健康度のうち少なくともどちらか一方が前記閾値を下回る場合には、前記売電量が０となるように算出することを特徴とする、請求項１に記載の電力需給調整方法。
  3. 前記売電量を算出するステップの後に、前記算出した売電量と、予め定められた売電量についての閾値とを比較するステップをさらに含み、
    前記算出した売電量が前記売電量についての閾値を上回る場合には、前記算出した売電量から少なくとも該閾値まで減算することを特徴とする、請求項１または２に記載の電力需給調整方法。
  4. 前記売電許可を取得するステップにおいて、前記売電許可に加えて、前記電動車両のユーザーが設定する売電条件を取得し、
    前記売電量を算出するステップの後に、前記売電条件を満たすか否かを判定するステップを含み、
    ここで、前記売電条件を満たす場合には、前記算出した売電量に基づく電力を前記送配電システムに送電することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の電力需給調整方法。
  5. 送配電システムと電動車両に搭載された蓄電池との間の電力需給を管理する電力需給管理装置であって、
    前記蓄電池に蓄電された電力の売電許可を取得する売電情報管理部と、
    前記売電許可を取得した蓄電池の電池情報を取得する電池情報取得部と、
    前記送配電システムからの電力需要情報を取得する電力需要情報取得部と、
    前記電池情報取得部が取得した電池情報および前記電力需要情報取得部が取得した電力需要情報に基づいて、前記蓄電池から前記送配電システムに供給される売電量を算出する売電量管理部と、
    前記売電量に基づく電力を前記蓄電池から前記送配電システムに送電する送受電管理部と、
    前記売電量に基づいて前記電動車両のユーザーに付与するためのインセンティブを算出するインセンティブ管理部と、
    を備え、
    ここで、前記蓄電池の電池情報は、少なくとも前記売電許可を取得した蓄電池の充電状態および電池健康度を含む、電力需給管理装置。
  6. 前記売電量管理部には、予め定められた電池健康度および充電状態についてのそれぞれの閾値が記憶されており、
    前記電池情報取得部が取得した蓄電池の電池健康度および充電状態と、前記それぞれの閾値とを比較して、
    前記蓄電池の電池健康度および充電状態のうち少なくともどちらか一方が前記閾値を下回る場合には、前記売電量が０となるように算出する、請求項５に記載の電力需給管理装置。
  7. 前記売電量管理部には、予め定められた売電量についての閾値が記憶されており、
    前記売電量管理部において算出した売電量と、前記売電量についての閾値とを比較して、
    前記算出した売電量が前記売電量についての閾値を上回る場合には、前記算出した売電量から該閾値まで減算する、請求項５または６に記載の電力需給管理装置。
  8. 前記売電情報管理部は、前記売電許可の取得に加えて、前記電動車両のユーザーが設定する売電条件を取得し、
    前記売電量管理部は、前記売電条件を満たすか否かを判定し、前記売電条件を満たす場合には前記算出した売電量を前記送受電管理部に送信するように構成されている、請求項５～７のいずれか一項に記載の電力需給管理装置。


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