JP2024006352A - 電力需給制御システム、及び電力需給制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載されている蓄電池をリソースとして行われる電力系統の需給バランスの制御を安定して適切に行う。【解決手段】電力需給制御システムは、車両の蓄電池のＳＯＣ（State Of Charge）について、充電電力についての閾値である充電時ＳＯＣ閾値、又は放電電力についての閾値である放電時ＳＯＣ閾値を記憶し、電力系統の需給バランスの調整に用いられている車両の蓄電池のＳＯＣを監視し、充電中の蓄電池のＳＯＣが充電時ＳＯＣ閾値を超えていることを検出した場合、予測される充電電力の低下分を補償可能な待機中の車両の蓄電池の充電開始指示を待機中の車両に送信し、放電中の蓄電池のＳＯＣが放電時ＳＯＣ閾値未満になっていることを検出した場合、予測される放電電力の低下分を補償可能な待機中の車両の蓄電池の放電開始指示を待機中の車両に送信する。【選択図】図２

Description

本発明は、電力需給制御システム、及び電力需給制御方法に関し、とくに車両に搭載されている蓄電池をリソースとして行われる電力系統の需給バランスの制御に関する。

いわゆるＶＰＰ（Virtual Power Plant：仮想発電所）においては、太陽光発電や風力発電等の再生可能エネルギーの利用により生じる余剰電力や不足電力の調整に用いる蓄電池として、ＥＶ（Electric Vehicle）等の車両に搭載されている蓄電池の活用が想定されている。

蓄電池を用いた需給バランス制御では、蓄電池の充放電により電力系統へ供給される電力量を制御するが、蓄電池は、蓄電量（以下、ＳＯＣ（State of Charge）と称する。）が１００％になると充電することができなくなり、また、ＳＯＣが０％になると放電することができなくなる。そのため、蓄電池を用いた需給バランス制御では、蓄電池がこのような状態にならないように、ＳＯＣを適切なレベルに維持する必要がある。

電力系統の需給バランスの制御に関し、例えば、特許文献１には、蓄電池のＳＯＣを適切に制御することを目的として構成された蓄電池制御装置について記載されている。蓄電池制御装置は、需給制御期間の開始時における蓄電池の蓄電量である蓄電残量を取得し、蓄電残量と、需給制御期間の終了時における蓄電池の蓄電量の目標値である目標蓄電量との差分を用いて、需給制御期間における蓄電池の充放電の基準となる、充電又は放電を示す電力値であるオフセット電力値を決定し、所定の基準電力値からの電力値の変化量を示す蓄電池の充放電の指令値である調整指令値を取得する。そして、蓄電池制御装置は、調整指令値が示す電力値である調整指令電力値にオフセット電力値を加算した電力値の電力を、蓄電池から電力系統に放電させ又は電力系統から蓄電池に充電する制御を行う。

国際公開第２０１４／０７６９１８号

移動体である車両に搭載されている蓄電池を電力系統の需給バランスを調整するためのリソースとして用いた場合、蓄電池の充放電の管理（ＳＯＣの管理）はユーザの車両の利用の態様によって左右され、例えば、車両の外出時には車両は電力系統から電気的に切り離されるので充放電制御を行うことができない。そのため、特許文献１のように蓄電池制御装置によって蓄電池のＳＯＣを適切なレベルに常時維持することは難しい。

本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、車両に搭載されている蓄電池をリソースとして行われる電力系統の需給バランスの制御を安定して適切に行うことが可能な、電力需給制御システム、及び電力需給制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のうちの一つは、電力系統に接続する車両に搭載されている蓄電池の充放電を制御することにより、前記電力系統の需給バランスを調整する電力需給制御システムであって、プロセッサおよび記憶装置を有する情報処理装置である需給調整サーバと、前記車両の夫々に搭載され、夫々に搭載されている前記蓄電池の充放電制御を行う充放電制御装置と、を含み、前記需給調整サーバと前記車両は通信可能に接続され、前記需給調整サーバは、前記車両から送られてくる情報に基づき、前記車両の夫々について、搭載されている蓄電池の充放電制御が現在行われている充放電制御中の前記車両と、前記充放電制御が現在行われていない待機中の前記車両とを管理し、前記車両の蓄電池のＳＯＣ（State Of Charge）について、充電電力についての閾値である充電時ＳＯＣ閾値、又は放電電力についての閾値である放電時ＳＯＣ閾値を記憶し、前記車両と通信することにより、前記電力系統に接続されている前記車両の蓄電池のＳＯＣを監視し、充電制御中の前記車両の蓄電池のＳＯＣが前記充電時ＳＯＣ閾値を超えていることを検出した場合に、当該蓄電池について予測される充電電力の低下分を補償可能な前記待機中の車両の蓄電池の充電開始指示を前記待機中の車両に送信し、放電制御中の前記車両の蓄電池のＳＯＣが前記放電時ＳＯＣ閾値未満になっていることを検出した場合に、当該蓄電池について予測される放電電力の低下分を補償可能な前記待機中の車両の蓄電池の放電開始指示を前記待機中の車両に送信し、前記待機中の車両は、前記充電開始指示を受信すると、搭載されている蓄電池の充電制御を開始し、前記放電開始指示を受信すると、搭載されている蓄電池の放電制御を開始する。

その他、本願が開示する課題、およびその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、および図面により明らかにされる。

本発明によれば、車両に搭載されている蓄電池をリソースとして行われる電力系統の需給バランスの制御を安定して適切に行うことができる。

電力需給制御システムの概略的な構成を示す図である。 需給調整サーバが備える主な機能を説明するブロック図である。 車両毎蓄電池状態情報の一例である。 蓄電池特性情報の一例である。 充放電制御装置が備える主な機能を説明するブロック図である。 電力需給制御処理を説明するフローチャートである。 ＳＯＣが充電時ＳＯＣ閾値を超えている蓄電池の充電電力の時間変化の予測値の一例である。 図６Ａの予測値に基づく充電電力の低下を補償可能な代替車両の蓄電池の充電電力の時間変化の一例である。 ＳＯＣが放電時ＳＯＣ閾値未満になっている蓄電池の放電電力の時間変化の予測値の一例である。 図７Ａの予測値に基づく放電電力の低下を補償可能な代替車両の蓄電池の放電電力の時間変化の一例である。 需給調整サーバの実現に用いる情報処理装置のハードウェア構成の一例である

以下、本発明の一実施形態につき図面を参照しつつ説明する。以下の説明において、符号の前に付している「Ｓ」の文字は処理ステップを意味する。

図１に、一実施形態として示す電力需給制御システム１の概略的な構成を示している。同図に示すように、電力需給制御システム１は、電力系統３、電力系統３に接続する複数の電源装置２０、車両３０、及び需給調整サーバ１００を含む。需給調整サーバ１００は、通信ネットワーク５を介して、電力系統３の各種設備、電源装置２０、及び車両３０と通信可能に接続している。通信ネットワーク５は、有線方式又は無線方式による通信を実現する通信基盤であり、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、無線ＬＡＮ、電力線通信網（Power Line Communication Network）、各種公衆通信網、Bluetooth（登録商標）、専用線等である。

電力系統３は、例えば、火力発電設備等の従来型の発電設備や、風力発電設備や太陽光発電設備（PV:PhotoVoltaic）と称する。）等の再生可能エネルギー利用型の発電設備を含み、例えば、ＶＰＰ（Virtual Power Plant）としても機能する。

電源装置２０は、地域の随所に設けられる、家庭用又は公共用の車両用給電設備（Electric Vehicle Supply Equipment）である。電源装置２０は、電力系統３から供給される電力による車両３０に搭載されている蓄電池３１の充電電力の供給や、蓄電池３１の放電電力の電力系統３への供給を行う。電源装置２０は、通信ネットワーク５を介して需給調整サーバ１００や車両３０と通信するための通信設備を備える。

車両３０は、搭載されている蓄電池３１に蓄えられた電力を用いて走行する移動体であり、例えば、ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）である。車両３０は、Ｖ２Ｘ機器（Ｖ２Ｌ（Vehicle to Live）、Ｖ２Ｈ（Vehicle to home）、Ｖ２Ｇ（Vehicle to Grid））機器として動作する。蓄電池３１は、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池等の二次電池である。

車両３０は、ＥＣＵ３２（Electronic Control Unit）を備える。ＥＣＵ３２は、蓄電池３１の状態監視や蓄電池３１の充電又は放電の制御（以下、「充放電制御」と称する。）を行う。車両３０は、充放電ケーブル等を介して電源装置２０と電気的に接続され、電源装置２０を介して電力系統３と接続される。車両３０は、蓄電池３１の充放電制御を行う充放電制御装置３３を備える。充放電制御装置３３は、例えば、双方向充電ユニットを有し、充放電制御を行う回路の他、各種センサ（電圧センサ、電流センサ、温度センサ等）の計測値により蓄電池３１の状態監視を行う回路、電力変換回路（双方向コンバータ等）等を含む。充放電制御装置３３は、ＥＣＵ３２と通信可能に接続し、ＥＣＵ３２からの指示に従い蓄電池３１の充放電制御を行う。また、充放電制御装置３３は、蓄電池３１の状態に関する情報（電圧（充電電圧、放電電圧）、電流（充電電流、放電電流）、ＳＯＣ（State of charge）、温度、内部抵抗等の監視）をＥＵＣ３２に通知する。

車両３０は、通信設備を備え、ＥＣＵ３２が充放電制御装置３３から取得した蓄電池３１の状態に関する情報を通信ネットワーク５を介して需給調整サーバ１００に送信する。車両３０は、例えば、コネクテッドカー（Connected Car）として位置付けられるものでもよい。また、車両３０は、テレマティクス（telematics）通信網を介して提供されるサービスを享受するための設備を備えていてもよい。

需給調整サーバ１００は、電力会社等の送配電事業者等の電力系統３の管理主体によって運用される情報処理装置である。需給調整サーバ１００は、電力系統３に接続する各種発電設備からの電力のリアルタイムな供給量や、需要家に設置されたスマートメータから送られてくる計測値に基づく電力のリアルタイムな使用量を受信し、受信した供給量と使用量とに基づき、電力系統３における電力需給バランスの調整（負荷平準化、再生可能エネルギーの供給過剰の吸収、電力不足時の供給等）を行う。

需給調整サーバ１００は、例えば、ＤＲ（DR:Demand Response）により電力系統３における電力の需給バランスの調整を行う。例えば、需給調整サーバ１００は、再生可能エネルギーの過剰出力分を消費させるために蓄電池３１の充電を促す指令（以下、「上げＤＲ」と称する。）を車両３０に送信する。また例えば、需給調整サーバ１００は、電気のピーク需要の時間体等の電力の供給量の不足時に、蓄電池３１の放電（電力系統３への供給）を促す指令（以下、「下げＤＲ」と称する。）を車両３０に送信する。尚、需給調整サーバ１００から車両３０への指令（上げＤＲ又は下げＤＲ。以下、「ＤＲ指令」と称する。）は、例えば、地域ごとに存在するアグリゲータ（Aggregator）により運用される情報処理装置（「アグリゲータサーバ」とも称される。）を介して行われるようにしてもよい。

図２は、需給調整サーバ１００が備える主な機能を説明するブロック図である。同図に示すように、需給調整サーバ１００は、記憶部１１０、情報取得管理部１２０、需給バランス調整部１２５、車両毎蓄電池状態監視部１３０、充放電電力予測部１３５、代替車両検索部１４０、及び充放電制御指示部１４５の各機能を備える。

上記機能のうち、記憶部１１０は、電力需給状況情報１１１、車両毎蓄電池状態情報１１２、及び蓄電池特性情報１１３の各情報を記憶する。

電力需給状況情報１１１は、電力系統３に接続する各種発電設備からの電力の供給量の時系列情報や、需要家のスマートメータから送られてくる計測値に基づく電力の使用量の時系列情報を含む。

車両毎蓄電池状態情報１１２は、ＤＲ指令に応じることが可能（ＤＲに参加可能）な車両３０に搭載されている蓄電池３１の状態に関する情報を含む。車両３０のユーザは、例えば、スマートホンやパーソナルコンピュータ等の情報処理装置において動作するアプリケーションソフトウェアを利用して車両３０のＤＲへの参加可否を登録することができる。

図３Ａに、車両毎蓄電池状態情報１１２の一例を示す。同図に示すように、車両毎蓄電池状態情報１１２は、車両ＩＤ３１１、車種ＩＤ３１２、電源接続有無３１３、接続中電源装置ＩＤ３１４、充放電制御状態３１５、蓄電池ＩＤ３１６、蓄電池タイプ３１７、累積使用時間３１８、蓄電池容量３１９、電圧値３２０、電流値３２１、及びＳＯＣ３２２の各項目を有する複数のレコードで構成される。車両毎蓄電池状態情報３００の一つのレコードは一つの車両３０に対応している。

上記項目のうち、車両ＩＤ３１１には、当該車両３０の識別子（以下、「車両ＩＤ」と称する。）が格納される。車種ＩＤ３１２には、当該車両３０の車種（型番）を示す情報（以下、「車種ＩＤ」と称する。）が格納される。

電源接続有無３１３には、当該車両３０が現在、電源装置２０に電気的に接続中であるか否か（電源装置２０のケーブルのコネクタが車両３０のインレットに装着されているか）を示す情報（接続中であれば「接続中」が、接続中でなければ「未接続」）が格納される。接続中電源装置ＩＤ３１４には、当該車両３０が現在接続中の電源装置２０の識別子（以下、「電源装置ＩＤ」と称する。）が格納される。

充放電制御状態３１５には、当該車両３０の蓄電池３１が現在、充電中であるか否かを示す情報（充電中であれば「充電中」、放電中であれば「放電中」、充電中でも放電中でもなければ「－」）が格納される。

蓄電池ＩＤ３１６には、当該車両３０に搭載されている蓄電池３１の識別子（以下、「蓄電池ＩＤ」と称する。）が格納される。蓄電池タイプ３１７には、当該蓄電池３１の種類（タイプ）を示す情報（以下、「蓄電池タイプ」と称する。）が格納される。

累積使用時間３１８には、当該蓄電池３１の累積使用時間を示す情報が格納される。蓄電池容量３１９には、当該蓄電池３１の最大容量が格納される。

電圧値３２０には、当該蓄電池３１の現在の電圧（充電電圧、放電電圧）の値が格納される。電流値３２１には、当該蓄電池３１に流れ込むもしくは当該蓄電池３１から流れ出す現在の電流（充電電流又は放電電流）の値が格納される。ＳＯＣ３２２には、当該蓄電池３１の現在のＳＯＣ（State Of Charge）が格納される。尚、ＳＯＣは、例えば、公知の推定方法により推定される。

図２に戻り、蓄電池特性情報１１３は、車両３０に搭載される蓄電池３１の特性に関する情報を含む。

図３Ｂに蓄電池特性情報１１３の一例を示す。同図に示すように、蓄電池特性情報１１３は、車種ＩＤ３５１、蓄電池タイプ３５２、累積使用時間３５３、充電時特性３５４、充電時ＳＯＣ閾値３５５、放電時特性３５６、及び放電時ＳＯＣ閾値３５７の各項目を有する複数のレコードで構成される。

車種ＩＤ３５１には、車種ＩＤが格納される。尚、車種毎に蓄電池３１の特性に関する情報を管理するのは、同じ蓄電池３１であっても搭載される車両３０の種類（車種）によって蓄電池３１の特性が異なる場合があるからである。蓄電池タイプ３５２には、蓄電池タイプが格納される。

累積使用時間３５３には、蓄電池３１の累積使用時間が格納される。充電時特性３５４、充電時ＳＯＣ閾値３５５、放電時特性３５６、及び放電時ＳＯＣ閾値３５７の各情報は、累積使用時間ごとに管理される。尚、これらの情報を累積使用時間ごとに管理するのは、累積使用時間により蓄電池３１の特性が変化する場合があるからである。

充電時特性３５４には、当該累積使用時間だけ当該蓄電池３１が使用されている場合における充電時の充電電力の時間変化を示すグラフ（充電電力の時間変化を示すグラフ。以下、「充電特性グラフ」と称する。）が格納される。充電特性グラフは、例えば、対応する条件下で蓄電池３１を実際に充電した際の各種パラメータ（電圧、電流等）を実測することにより作成される。尚、本実施形態では、車種ごと、蓄電池タイプごと、及び累積使用時間ごとに充電特性グラフを用意しているが、更に他の条件（例えば、初期ＳＯＣ（充電開始時におけるＳＯＣ）の違いに応じて充電特性グラフを用意してもよい。

充電時ＳＯＣ閾値３５５には、当該蓄電池３１の充電時におけるＳＯＣの判定に用いる閾値（以下、「充電時ＳＯＣ閾値」と称する。）が格納される。充電時ＳＯＣ閾値の詳細については後述する。

放電時特性３５６には、当該累積使用時間だけ当該蓄電池３１が使用されている場合における放電時の放電電力の時間変化を示すグラフ（放電電力の時間変化を示すグラフ。以下、「放電特性グラフ」と称する。）が格納される。放電特性グラフは、例えば、対応する条件下で蓄電池３１を実際に放電させた際の各種のパラメータ（電圧、電流等）を実測することにより作成される。尚、本実施形態では、車種ごと、蓄電池タイプごと、及び累積使用時間ごとに放電特性グラフを用意しているが、更に他の条件（例えば、初期ＳＯＣ（放電開始時におけるＳＯＣ）の違いに応じて放電特性グラフを用意してもよい。

放電時ＳＯＣ閾値３５７には、当該蓄電池３１の放電時におけるＳＯＣの判定に用いる閾値（以下、「放電時ＳＯＣ閾値」と称する。）が格納される。放電時ＳＯＣ閾値の詳細については後述する。

図２に戻り、情報取得管理部１２０は、電力系統３に接続している各種発電設備や需要家に設けられているスマートメータ等と通信することにより、電力系統３における電力の需給状況に関する情報を取得し、取得した情報を電力需給状況情報１１１に管理する。また、情報取得管理部１２０は、車両３０や電源装置２０と通信することにより、車両３０の電源装置２０のリアルタイムな接続状況や車両３０に搭載されている蓄電池３１に関する情報を取得し、取得した情報を車両毎蓄電池状態情報１１２に管理する。

需給バランス調整部１２５は、電力需給状況情報１１１に基づき、需給バランスの調整が必要か否かを判定する。需給バランスの調整が必要と判定した場合、需給バランス調整部１２５は、電力需給状況情報１１１に基づき需給バランスの調製方法（制御方法）を立案し、立案した調製方法に基づくＤＲ指令を生成して車両３０に送信する。尚、需給バランスの調製方法の立案は、例えば、公知の手法を用いて行われる。

車両毎蓄電池状態監視部１３０は、車両毎蓄電池状態情報１１２に基づき、車両３０に搭載されている蓄電池３１の状態を監視する。車両毎蓄電池状態監視部１３０は、例えば、ある車両３０に搭載されている蓄電池３１が現在充電中であり、当該蓄電池３１のＳＯＣが当該蓄電池３１について蓄電池特性情報１１３から取得される充電時ＳＯＣ閾値を超えていることを検出した場合、当該蓄電池３１について予測される充電電力の低下分を補償可能な、現在充電も放電も行っていない他の車両３０（以下、「待機中の車両３０」と称する。）の検索が必要であると判定する。また、車両毎蓄電池状態監視部１３０は、例えば、ある車両３０に搭載されている蓄電池３１が現在放電中であり、当該蓄電池３１のＳＯＣが当該蓄電池３１について蓄電池特性情報１１３から取得される放電時ＳＯＣ閾値未満になっていることを検出した場合、当該蓄電池３１について予測される放電電力の低下分を補償可能な待機中の車両３０の検索が必要であると判定する。

充放電電力予測部１３５は、車両毎蓄電池状態情報１１２や蓄電池特性情報１１３に基づき、蓄電池３１のＳＯＣが閾値を逸脱している（充電時ＳＯＣ閾値を超えている、又は放電時ＳＯＣ閾値未満になっている）車両３０の充放電電力（充電電力又は放電電力）の低下分を予測する。例えば、充放電電力予測部１３５は、車両毎蓄電池状態監視部１３０によりＳＯＣが充電時ＳＯＣ閾値を超えていることが検出された車両３０の蓄電池３１について、蓄電池特性情報１１３の当該蓄電池３１に対応する充電特性グラフに基づき、充電電力の低下分（充電電力の時間変化）を予測する。また、例えば、充放電電力予測部１３５は、車両毎蓄電池状態監視部１３０によりＳＯＣが放電時ＳＯＣ閾値未満になっていることが検出された車両３０の蓄電池３１について、蓄電池特性情報１１３の当該蓄電池３１に対応する放電特性グラフに基づき、放電電力の低下分（放電電力の時間変化）を予測する。

代替車両検索部１４０は、車両毎蓄電池状態情報１１２を参照し、充放電電力予測部１３５が予測した充電電力の低下分を補償可能な待機中の車両３０を代替車両として検索する。例えば、代替車両検索部１４０は、充放電電力予測部１３５が予測した充電電力の時間変化と、車両毎蓄電池状態情報１１２から把握される待機中の車両３０の蓄電池３１の充電特性グラフとを対照することにより代替車両を検索する。また、代替車両検索部１４０は、車両毎蓄電池状態情報１１２を参照し、充放電電力予測部１３５が予測した放電電力の低下分を補償可能な待機中の車両３０を代替車両として検索する。例えば、代替車両検索部１４０は、充放電電力予測部１３５が予測した放電電力の時間変化と、車両毎蓄電池状態情報１１２から把握される待機中の車両３０の蓄電池３１の放電特性グラフとを対照することにより代替車両を検索する。

充放電制御指示部１４５は、代替車両検索部１４０が充電電力の不足を補うために検索した待機中の車両３０に対し、適切なタイミングで充電開始指示を送信する。また、充放電制御指示部１４５は、代替車両検索部１４０が放電電力の不足を補うために検索した待機中の車両３０に対し、適切なタイミングで放電開始指示を送信する。

図４は、車両３０に搭載されているＥＣＵ３２が備える主な機能を説明するブロック図である。同図に示すように、ＥＣＵ３２は、記憶部３１０、蓄電池情報取得部３２５、蓄電池情報送信部３２７、充放電制御指示受信部３３０、及び充放電制御部３３５の各機能を備える。

同図に示すように、記憶部１１０は、蓄電池情報３１１を記憶する。蓄電池情報３１１は、蓄電池３１からリアルタイムに取得される各種の情報（電源装置２０への接続の有無、接続中の電源装置２０の電源装置ＩＤ、蓄電池ＩＤ、蓄電池３１の累積使用時間、蓄電池３１の最大容量、蓄電池３１の充電電圧又は放電電圧、蓄電池３１のＳＯＣ等）を含む。

蓄電池情報取得部３２５は、充放電制御装置３３から上記各種の情報を取得し、取得した情報を蓄電池情報３１１として管理する。

蓄電池情報送信部３２７は、蓄電池情報３１１のリアルタイムな内容を需給調整サーバ１００に送信する。

充放電制御指示受信部３３０は、需給調整サーバ１００から送られてくる、需給バランスの調整の制御を指示する情報（充電開始指示、放電開始指示。以下、「充放電制御指示」と称する。）を受信する。

充放電制御部３３５は、充放電制御指示受信部３３０から受信した充放電制御指示に従って蓄電池３１の充放電を制御する。

図５は、電力需給制御システム１において行われる処理（以下、「電力需給制御処理Ｓ５００」と称する。）を説明するフローチャートである。以下、同図とともに電力需給制御処理Ｓ５００について説明する。

まず、需給調整サーバ１００の情報取得管理部１２０が、電力系統３に接続している発電設備や需要家に設けられているスマートメータ等と通信することにより、電力系統３における電力の需給状況に関する情報を取得し、取得した情報を電力需給状況情報１１１に管理する（Ｓ５１１）。

続いて、需給バランス調整部１２５が、電力需給状況情報１１１に基づき、需給バランスの調整が必要か否かを判定する（Ｓ５１２）。需給バランス調整部１２５が需給バランスの調整が必要と判定した場合（Ｓ５１２：ＹＥＳ）、処理はＳ５１３に進む。一方、需給バランス調整部１２５が需給バランスの調整が必要でないと判定した場合（Ｓ５１２：ＮＯ）、処理はＳ５１１に戻る。

Ｓ５１３では、需給バランス調整部１２５は、電力需給状況情報１１１に基づき需給バランスの調製方法を立案し、立案した調製方法に基づくＤＲ指令を生成する。そして、需給バランス調整部１２５は、需給制御に用いる車両３０を一つ以上選択し、選択した車両に充放電制御指示（充電開始指示又は放電開始指示）を送信する。

続いて、情報取得管理部１２０が、車両３０や電源装置２０と通信することにより、車両３０の電源装置２０のリアルタイムな接続状況や車両３０に搭載されている蓄電池３１に関する情報を取得し、取得した情報を車両毎蓄電池状態情報１１１２に管理する（Ｓ５１４）。

続いて、車両毎蓄電池状態監視部１３０が、車両毎蓄電池状態情報１１２から把握される、現在充電又は放電を行っている各車両３０の蓄電池３１の充電時ＳＯＣ閾値又は放電時ＳＯＣ閾値を蓄電池特性情報１１３から取得する（Ｓ５１５）。

続いて、車両毎蓄電池状態監視部１３０が、車両毎蓄電池状態情報１１２から把握される、現在充電又は放電を行っている各車両３０の蓄電池３１のＳＯＣの値と、各車両３０の蓄電池３１に対応する充電時ＳＯＣ閾値又は放電時ＳＯＣ閾値とを対照し、ＳＯＣが閾値を逸脱している車両３０があるか否かを判定する（Ｓ５１６）。ＳＯＣが閾値を逸脱している車両３０が存在する場合（Ｓ５１６：ＹＥＳ）、処理はＳ５１７に進む。尚、ＳＯＣが閾値を逸脱している車両３０が複数存在する場合、Ｓ５１７からの処理は各車両３０について行われる。ＳＯＣが閾値を逸脱している車両３０が存在しない場合（Ｓ５１６：ＮＯ）、処理はＳ５１１に戻る。

Ｓ５１７では、充放電電力予測部１３５が、蓄電池３１のＳＯＣが閾値を逸脱している車両３０の特性を示すグラフ（充電特性グラフ又は放電特性グラフ）を蓄電池特性情報１１３から取得し、取得したグラフに基づき、充放電電力（充電電力又は放電電力）の低下分を予測する。例えば、充放電電力予測部１３５は、ＳＯＣが充電時ＳＯＣ閾値を超えていることが検出された車両３０の蓄電池３１について、蓄電池特性情報１１３の当該蓄電池３１に対応する充電特性グラフに基づき、充電電力の低下分（充電電力の時間変化）を予測する。また、例えば、充放電電力予測部１３５は、ＳＯＣが放電時ＳＯＣ閾値未満になっていることが検出された車両３０の蓄電池３１について、蓄電池特性情報１１３の当該蓄電池３１に対応する放電特性グラフに基づき、放電電力の低下分（放電電力の時間変化）を予測する。

図６Ａに、ＳＯＣが充電時ＳＯＣ閾値を超えている蓄電池３１の充電電力の時間変化の予測値の一例を、また、図７Ａに、ＳＯＣが放電時ＳＯＣ閾値未満になっている蓄電池３１の放電電力の時間変化の予測値の一例を、夫々示す。充放電電力予測部１３５は、例えば、これらのグラフから、充放電電力（充電電力又は放電電力）の低下分を予測する。尚、充電電力や放電電力の時間変化の予測に際し、充放電電力予測部１３５が、更に蓄電池３１の温度や現在のＳＯＣ等の他のパラメータの影響を考慮するようにしてもよい。

図５に戻り、続いて、代替車両検索部１４０が、車両毎蓄電池状態情報１１２を参照し、充放電電力予測部１３５が予測した充電電力の低下分を補償可能な待機中の車両３０を代替車両として検索する（Ｓ５１８）。例えば、代替車両検索部１４０は、車両毎蓄電池状態情報１１２を参照し、充放電電力予測部１３５が予測した充電電力の低下分を補償可能な待機中の車両３０を代替車両として検索する。例えば、代替車両検索部１４０は、充放電電力予測部１３５が予測した充電電力の時間変化と、車両毎蓄電池状態情報１１２から把握される待機中の車両３０の蓄電池３１の充電特性グラフとを対照することにより代替車両を検索する。また、例えば、代替車両検索部１４０は、車両毎蓄電池状態情報１１２を参照し、充放電電力予測部１３５が予測した放電電力の低下分を補償可能な待機中の車両３０を代替車両として検索する。例えば、代替車両検索部１４０は、充放電電力予測部１３５が予測した放電電力の時間変化と、車両毎蓄電池状態情報１１２から把握される待機中の車両３０の蓄電池３１の放電特性グラフとを対照することにより代替車両を検索する。

図６Ｂに、図６Ａの予測値に基づく充電電力の低下を補償可能な代替車両の蓄電池３１の充電電力の時間変化の一例を、また、図７Ｂに、図７Ａの予測値に基づく放電電力の低下を補償可能な代替車両の蓄電池３１の放電電力の時間変化の一例を、夫々示す。尚、充電電力や放電電力の時間変化の予測に際し、代替車両検索部１４０が、更に蓄電池３１の温度や現在のＳＯＣ等の他のパラメータの影響を考慮するようにしてもよい。

図５に戻り、続いて、代替車両検索部１４０が、充放電電力（充電電力又は放電電力）の不足分を補うことが可能な仕様の車両３０（蓄電池）が検索できたか否かを判定する（Ｓ５１９）。代替車両検索部１４０が、不足分を補うことが可能な仕様の車両３０（蓄電池）が検索できたと判定した場合（Ｓ５１９：ＹＥＳ）、充放電制御指示部１４５が、検索した代替車両に充放電制御指示（充電開始指示又は放電開始指示）を送信する。その後、処理はＳ５１１に戻る。

一方、代替車両検索部１４０が、不足分を補うことが可能な代替車両を検索することができなかったと判定した場合（Ｓ５１９：ＮＯ）、充放電制御指示部１４５は、他の方法（例えば、発電機の制御や他の電力需要機器（他の蓄電池や給湯器等））による需給バランスの調整のための制御指示を生成し、生成した制御指示を該当する機器に送信する。その後、処理はＳ５１１に戻る。

以上に説明したように、本実施形態の電力需給制御システム１は、充電制御中の車両３０の蓄電池３１のＳＯＣが充電時ＳＯＣ閾値を超えている場合に、当該蓄電池３１について予測される充電電力の低下分を補償可能な待機中の車両３０の蓄電池３１の充電制御を開始する。また、電力需給制御システム１は、放電制御中の車両３０の蓄電池３１のＳＯＣが放電時ＳＯＣ閾値未満になっている場合に、当該蓄電池３１について予測される放電電力の低下分を補償可能な待機中の車両３０の蓄電池３１の放電制御を開始する。このため、車両３０に搭載されている蓄電池３１をリソースとして行われる電力系統３の需給バランスの制御を安定して適切に行うことができる。

また、電力需給制御システム１は、充電制御中又は放電制御中の車両３０の蓄電池３１の特性を示す情報、例えば、蓄電池３１の充電電力の時間変化を示す情報や蓄電池３１の放電電力の時間変化を示す情報に基づき、充電電力の低下分の予測や放電電力の低下分の予測を行うので、充電電力の低下分の予測や放電電力の低下分の予測を精度よく行うことができる。

また、上記の特性を示す情報は、車両３０ごとに用意されるので、車両３０ごとの特性を考慮しつつ、蓄電池３１の充電電力の低下分の予測や蓄電池３１の放電電力の低下分の予測を精度よく行うことができる。

また、蓄電池３１の充電電力の時間変化を示す情報や放電電力の時間変化を示す情報は、蓄電池３１の累積使用時間に応じて用意されるので、蓄電池３１の累積使用時間を考慮しつつ、蓄電池３１の充電電力の低下分の予測や蓄電池３１の放電電力の低下分の予測を精度よく行うことができる。

また、電力需給制御システム１は、待機中の車両３０の蓄電池３１の特性を示す情報を記憶し、上記の情報、例えば、蓄電池３１の充電電力の時間変化を示す情報や蓄電池３１の放電電力の時間変化を示す情報に基づき、待機中の車両３０の蓄電池３１が充電電力の低下分を補償可能か否かの判定や待機中の車両３０の蓄電池３１が放電電力の低下分を補償可能か否かの判定を行うので、充電電力の低下分を補償可能か否かの判定や放電電力の低下分を補償可能か否かの判定を精度よく行うことができる。

また、上記の特性を示す情報は、車両３０ごとに用意されるので、車両３０ごとの特性を考慮しつつ、充電電力の低下分を補償可能か否かの判定や放電電力の低下分を補償可能か否かの判定を精度よく行うことができる。

また、蓄電池３１の充電電力の時間変化を示す情報や放電電力の時間変化を示す情報は、蓄電池３１の累積使用時間に応じて用意されるので、蓄電池３１の累積使用時間を考慮しつつ、充電電力の低下分を補償可能か否かの判定や放電電力の低下分を補償可能か否かの判定を精度よく行うことができる。

＜情報処理装置の例＞
図８は、需給調整サーバ１００の実現に用いる情報処理装置のハードウェア構成の一例である。例示する情報処理装置１０は、プロセッサ１１、主記憶装置１２、補助記憶装置１３、入力装置１４、出力装置１５、および通信装置１６を備える。情報処理装置１０の具体例として、例えば、パーソナルコンピュータ、オフィスコンピュータ、各種サーバ装置、汎用機等がある。情報処理装置１０は、その全部又は一部が、例えば、クラウドシステムによって提供される仮想サーバのように、仮想化技術を用いて提供される仮想的な情報処理資源を用いて実現されるものであってもよい。需給調整サーバ１００は、通信可能に接続された複数の情報処理装置１０を用いて実現してもよい。

同図において、プロセッサ１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＡＩ（Artificial Intelligence）チップ等を用いて構成されている。

主記憶装置１２は、プログラムやデータを記憶する装置であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM））等である。

補助記憶装置１３は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ハードディスクドライブ、光学式記憶装置（ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等）、ストレージシステム、ＩＣカード、ＳＤカードや光学式記録媒体等の記録媒体の読取／書込装置、クラウドサーバの記憶領域等である。補助記憶装置１３には、記録媒体の読取装置や通信装置１６を介してプログラムやデータを読み込むことができる。補助記憶装置１３に格納（記憶）されているプログラムやデータは主記憶装置１２に随時読み込まれる。

入力装置１４は、外部からの入力を受け付けるインタフェースであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、カードリーダ、ペン入力方式のタブレット、音声入力装置等である。

出力装置１５は、処理経過や処理結果等の各種情報を出力するインタフェースである。出力装置１５は、例えば、上記の各種情報を可視化する表示装置（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、グラフィックカード等）、上記の各種情報を音声化する装置（音声出力装置（スピーカ等））、上記の各種情報を文字化する装置（印字装置等）である。尚、例えば、情報処理装置１０が通信装置１６を介して他の装置との間で情報の入力や出力を行う構成としてもよい。

入力装置１４および出力装置１５は、ユーザとの間で情報の受け付けや情報の提示を行うユーザインタフェースを構成する。

通信装置１６は、通信ネットワーク５等の通信基盤を介した他の装置との間での通信（有線通信又は無線通信）を実現する装置であり、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）、無線通信モジュール、ＵＳＢモジュール等を用いて構成される。

情報処理装置１０には、例えば、オペレーティングシステム、ファイルシステム、ＤＢＭＳ（DataBase Management System）（リレーショナルデータベース、ＮｏＳＱＬ等）、ＫＶＳ（Key-Value Store）等が導入されていてもよい。

需給調整サーバ１００が備える機能は、情報処理装置１０のプロセッサ１１が、主記憶装置１２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより、もしくは、需給調整サーバ１００を構成するハードウェア（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＡＩチップ等）自体の機能によって実現される。需給調整サーバ１００は、前述した各種の情報（データ）を、例えば、データベースのテーブルやファイルシステムが管理するファイルとして記憶する。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、以上の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上記の実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また上記実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。

例えば、以上では、車両３０側に蓄電池３１の充放電制御の仕組みや蓄電池３１の状態監視の仕組みを設けたが、これらの仕組みを電源装置２０側に設け、電源装置２０が需給調整サーバ１００に蓄電池３１の状態に関する情報の提供や需給調整サーバ１００からの充放電制御指示を受信して蓄電池３１の充放電制御を行うようにしてもよい。

１ 電力需給制御システム
３ 電力系統
５ 通信ネットワーク
２０ 電源装置
３０ 車両
３１ 蓄電池
３２ ＥＣＵ
３３ 充放電制御装置
１００ 需給調整サーバ
１１０ 記憶部
１１１ 電力需給状況情報
１１２ 車両毎蓄電池状態情報
１１３ 蓄電池特性情報
１２０ 情報取得管理部
１２５ 需給バランス調整部
１３０ 車両毎蓄電池状態監視部
１３５ 充放電電力予測部
１４０ 代替車両検索部
１４５ 充放電制御指示部
Ｓ５００ 電力需給制御処理

Claims (10)

1. 電力系統に接続する車両に搭載されている蓄電池の充放電を制御することにより、前記電力系統の需給バランスを調整する電力需給制御システムであって、
   プロセッサおよび記憶装置を有する情報処理装置である需給調整サーバと、
   蓄電池と前記蓄電池の充放電制御を行う情報処理装置とを有する車両と、
   を含み、
   前記需給調整サーバと前記車両は通信可能に接続され、
   前記需給調整サーバは、
   前記車両から送られてくる情報に基づき、前記車両の夫々について、搭載されている蓄電池の充放電制御が現在行われている充放電制御中の前記車両と、前記充放電制御が現在行われていない待機中の前記車両とを管理し、
   前記車両の夫々に搭載されている蓄電池のＳＯＣ（State Of Charge）について、充電電力についての閾値である充電時ＳＯＣ閾値、又は放電電力についての閾値である放電時ＳＯＣ閾値を記憶し、
   前記車両と通信することにより、前記電力系統に接続されている前記車両の蓄電池のＳＯＣを監視し、
   充電制御中の前記車両の蓄電池のＳＯＣが前記充電時ＳＯＣ閾値を超えていることを検出した場合に、当該蓄電池について予測される充電電力の低下分を補償可能な前記待機中の車両の蓄電池の充電開始指示を前記待機中の車両に送信し、
   放電制御中の前記車両の蓄電池のＳＯＣが前記放電時ＳＯＣ閾値未満になっていることを検出した場合に、当該蓄電池について予測される放電電力の低下分を補償可能な前記待機中の車両の蓄電池の放電開始指示を前記待機中の車両に送信し、
   前記待機中の車両は、
   前記充電開始指示を受信すると、搭載されている蓄電池の充電制御を開始し、
   前記放電開始指示を受信すると、搭載されている蓄電池の放電制御を開始する、
   電力需給制御システム。
2. 請求項１に記載の電力需給制御システムであって、
   前記需給調整サーバは、
   前記充放電制御中における前記車両に搭載されている蓄電池の特性を示す情報を記憶し、
   前記情報に基づき、前記充電電力の低下分の予測、又は前記放電電力の低下分の予測を行う、
   電力需給制御システム。
3. 請求項２に記載の電力需給制御システムであって、
   前記情報は、前記車両ごとに異なる、
   電力需給制御システム。
4. 請求項２に記載の電力需給制御システムであって、
   前記情報は、前記充電電力の時間変化を示す情報、又は前記放電電力の時間変化を示す情報を含む、
   電力需給制御システム。
5. 請求項４に記載の電力需給制御システムであって、
   前記情報は、前記蓄電池の累積使用時間に応じた前記充電電力の時間変化を示す情報、又は前記蓄電池の累積使用時間に応じた前記放電電力の時間変化を示す情報を含む、
   電力需給制御システム。
6. 請求項１に記載の電力需給制御システムであって、
   前記待機中の車両の蓄電池の特性を示す情報を記憶し、
   前記情報に基づき、前記待機中の車両の蓄電池が前記充電電力の低下分を補償可能か否かの判定、又は、前記待機中の車両の蓄電池が前記放電電力の低下分を補償可能か否かの判定を行う、
   電力需給制御システム。
7. 請求項６に記載の電力需給制御システムであって、
   前記情報は、前記車両ごとに異なる、
   電力需給制御システム。
8. 請求項６に記載の電力需給制御システムであって、
   前記情報は、前記充電電力の時間変化を示す情報、又は前記放電電力の時間変化を示す情報を含む、
   電力需給制御システム。
9. 請求項８に記載の電力需給制御システムであって、
   前記情報は、前記蓄電池の累積使用時間に応じた前記充電電力の時間変化を示す情報、又は前記蓄電池の累積使用時間に応じた前記放電電力の時間変化を示す情報を含む、
   電力需給制御システム。
10. 電力系統に接続する車両に搭載されている蓄電池の充放電を制御することにより、前記電力系統の需給バランスを調整する方法であって、
    プロセッサおよび記憶装置を有する情報処理装置である需給調整サーバが、
    前記車両と通信するステップと、
    前記車両から送られてくる情報に基づき、前記車両の夫々について、搭載されている蓄電池の充放電制御が現在行われている充放電制御中の前記車両と、前記充放電制御が現在行われていない待機中の前記車両とを管理するステップと、
    前記車両の夫々に搭載されている蓄電池のＳＯＣ（State Of Charge）について、充電電力についての閾値である充電時ＳＯＣ閾値、又は放電電力についての閾値である放電時ＳＯＣ閾値を記憶するステップと、
    前記車両と通信することにより、前記電力系統に接続されている前記車両の蓄電池のＳＯＣを監視するステップと、
    充電制御中の前記車両の蓄電池のＳＯＣが前記充電時ＳＯＣ閾値を超えていることを検出した場合に、当該蓄電池について予測される充電電力の低下分を補償可能な前記待機中の車両の蓄電池の充電開始指示を前記待機中の車両に送信するステップと、
    放電制御中の前記車両の蓄電池のＳＯＣが前記放電時ＳＯＣ閾値未満になっていることを検出した場合に、当該蓄電池について予測される放電電力の低下分を補償可能な前記待機中の車両の蓄電池の放電開始指示を前記待機中の車両に送信するステップと、
    を実行し、
    前記待機中の車両が、
    前記充電開始指示を受信すると、搭載されている蓄電池の充電制御を開始するステップと、
    前記放電開始指示を受信すると、搭載されている蓄電池の放電制御を開始するステップと、
    を実行する、
    電力需給制御方法。

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