JP2024016476A - 電力授受システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力授受の目標電力を充足させることができる技術を提供する。
【解決手段】電力授受システム１は、電気事業者の電力系統ＰＧと、複数の車両５０と、電力系統ＰＧと複数の車両５０の各々との間で電力授受を行うサーバ装置３０とを備える。サーバ装置３０は、複数の車両５０のうち、電力授受の目標電力を充足させるための少なくとも１つの車両５０と電力授受を予定し、さらに少なくとも１つの予備車両５０と電力授受を予定し、電力授受を行う実行期間よりも前の事前期間において、少なくとも１つの車両５０を用いた電力授受によって実行期間における目標電力を充足可能であると判断した場合、事前期間において少なくとも１つの予備車両５０を用いた電力授受を行う。
【選択図】図１

Description

本開示は、電力授受を行う電力授受システムに関する。

電力会社などの電気事業者による発電に依存した従来型の電力供給システムが見直され、ＩｏＴ（Internet of Things）を利用した高度なエネルギマネジメント技術により複数の分散型エネルギリソース（以下、「ＤＥＲ（Distributed Energy Resources）」とも称する。）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ＶＰＰ（Virtual Power Plant）と称される仕組みが考えられている。特開２０２０－１５６１４９号公報（特許文献１）には、電気事業者の電力系統とＤＥＲとして適用される車両のバッテリとの間で電力授受を行うことが可能なＶＰＰシステムが開示されている。

特開２０２０－１５６１４９号公報

特許文献１に開示されたＶＰＰシステムによれば、電気事業者から電力授受の要請を受けたアグリゲータと複数の車両の各々のユーザとの間で電力授受の取引を事前に行い、その後、予定していた実行期間において電力系統と複数の車両との間で電力授受を行うことが可能である。しかしながら、ＶＰＰシステムにおいては、電力授受の目標電力の許容範囲内に実績値を収めるための複数の車両との間の取引が事前に行われる。このため、様々な要因によって、その後の実行期間において電力授受の目標電力を充足させることができないおそれがあった。

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、本開示の目的は、電力授受の目標電力を充足させることができる技術を提供することである。

本開示のある局面に係る電力授受システムは、電気事業者の電力系統と、複数の車両と、電力系統と複数の車両の各々との間で電力授受を行うサーバ装置とを備える。サーバ装置は、複数の車両のうち、電力授受の目標電力を充足させるための少なくとも１つの車両と電力授受を予定し、さらに少なくとも１つの予備車両と電力授受を予定し、電力授受を行う実行期間よりも前の事前期間において、少なくとも１つの車両を用いた電力授受によって実行期間における目標電力を充足可能であると判断した場合、事前期間において少なくとも１つの予備車両を用いた電力授受を行う。

本開示によれば、電力授受の目標電力を充足させるための少なくとも１つの車両に加えて少なくとも１つの予備車両とも電力授受が予定されるため、事前に取引を行った少なくとも１つの車両によって実行期間における電力授受の目標電力を充足させることができない場合でも、少なくとも１つの予備車両を用いて実行期間における電力授受の目標電力を充足させることができる。一方、事前に取引を行った少なくとも１つの車両を用いた電力授受によって実行期間における目標電力を充足可能である場合でも、事前期間において少なくとも１つの予備車両を用いた電力授受が行われるため、少なくとも１つの予備車両についても予定通りに電力授受を行うことができる。

実施の形態に係る電力授受システムの構成の一例を説明するための図である。 実施の形態に係る電力授受システムが適用されるＶＰＰシステムの概要を説明するための図である。 電力授受における時間経過に対する目標電力の推移の一例を示す図である。 実施の形態に係る電力授受システムにおいて実行される処理の手順を示すフローチャートである。

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。なお、図中、同一または相当部分には同一符号を付して、その説明を繰り返さない。

［電力授受システムの構成］
図１は、実施の形態に係る電力授受システム１の構成の一例を説明するための図である。図１に示すように、電力授受システム１は、電力系統ＰＧと、車両５０と、サーバ装置３０と、ＥＭＳ（Energy Management System）６０と、ＥＶＳＥ（Electric Vehicle Supply Equipment）４０と、スマートメータ１３と、ユーザ端末８０とを備え、車両５０を利用したエネルギマネジメントによってＶＰＰを実現する。

電力系統ＰＧは、電力会社などの電気事業者によって提供される電力網である。電力系統ＰＧは、複数のＥＶＳＥ４０と電気的に接続されており、各ＥＶＳＥ４０に電力を供給するとともに、各ＥＶＳＥ４０から電力を受け取る。

車両５０は、たとえば電気自動車（BEV:Battery Electric Vehicle）またはプラグインハイブリッド車（PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle）である。なお、車両５０は、個人が所有するＰＯＶ（Personally Owned Vehicle）であってもよいし、ＭａａＳ（Mobility as a Service）事業者が管理する車両であってもよい。車両５０は、バッテリ１３０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１５０と、通信機器１８０と、インレット１１０と、充放電器１２０とを備える。

バッテリ１３０は、たとえばリチウムイオン電池またはニッケル水素電池のような二次電池を含む。二次電池には、たとえば、複数のリチウムイオン電池が互いに電気的に接続された組電池を採用することができる。車両５０は、バッテリ１３０に蓄えられた電力を用いて走行可能である。

ＥＣＵ１５０は、プロセッサ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および記憶装置などを含むコンピュータである。プロセッサは、たとえば、マイクロコントローラ（microcontroller)、ＣＰＵ（central processing unit）、またはＭＰＵ（Micro-processing unit）などで構成される。なお、プロセッサは、プログラムを実行することによって各種の処理を実行する機能を有するが、これらの機能の一部または全部を、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などの専用のハードウェア回路を用いて実装してもよい。「プロセッサ」は、ＣＰＵまたはＭＰＵのようにストアードプログラム方式で処理を実行する狭義のプロセッサに限らず、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなどのハードワイヤード回路を含み得る。このため、プロセッサは、コンピュータ読み取り可能なコードおよび／またはハードワイヤード回路によって予め処理が定義されている、処理回路（processing circuitry）と読み替えることもできる。ＲＡＭは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）またはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性メモリであり、プロセッサ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。記憶装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリであり、プログラムの他、プログラムで使用される各種のデータ（たとえば、マップ、数式、および各種パラメータ）を記憶する。なお、ＥＣＵ１５０は、１チップで構成されてもよいし、複数のチップで構成されてもよい。

通信機器１８０は、各種の通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）を含む。ＥＣＵ１５０は、通信機器１８０を介して、ユーザ端末８０と通信可能に構成されている。

インレット１１０は、充電ケーブル４２のコネクタ４３が接続可能に構成されており、充電ケーブル４２を介して、車両５０の外部から供給される電力を受け取ったり、車両５０の外部に対して電力を供給したりする。たとえば、車両５０は、ＥＶＳＥ４０に接続された充電ケーブル４２のコネクタ４３が車両５０のインレット１１０に接続（プラグイン）されることによって、充放電可能な状態になる。

充放電器１２０は、インレット１１０とバッテリ１３０との間に配置される。充放電器１２０は、インレット１１０からバッテリ１３０までの電力経路を接続と遮断とで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）とを含む。充放電器１２０に含まれるリレーおよ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、充放電可能な状態において、外部充電（すなわち、ＥＶＳＥ４０から供給される電力によってバッテリ１３０を充電すること）と外部放電（すなわち、車両５０からＥＶＳＥ４０に対して放電すること）とが可能になる。外部充電のための電力は、ＥＶＳＥ４０から充電ケーブル４２を介してインレット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に出力する。外部放電のための電力は、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放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に出力する。ＥＣＵ１５０は、外部充電および外部放電のいずれかを実行する場合、充放電器１２０のリレーを閉状態（接続状態）に制御し、外部充電および外部放電のいずれも実行しない場合、充放電器１２０のリレーを開状態（遮断状態）に制御する。

サーバ装置３０は、制御装置３１と、記憶装置３２と、通信装置３３とを備え、たとえば、一部または全ての機能をクラウド型のサーバ装置として実現させる。

制御装置３１は、プロセッサおよびＲＡＭなどを含むコンピュータである。プロセッサは、たとえば、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、またはＭＰＵなどで構成される。なお、プロセッサは、プログラムを実行することによって各種の処理を実行する機能を有するが、これらの機能の一部または全部を、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなどの専用のハードウェア回路を用いて実装してもよい。「プロセッサ」は、ＣＰＵまたはＭＰＵのようにストアードプログラム方式で処理を実行する狭義のプロセッサに限らず、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなどのハードワイヤード回路を含み得る。このため、プロセッサは、コンピュータ読み取り可能なコードおよび／またはハードワイヤード回路によって予め処理が定義されている、処理回路（processing circuitry）と読み替えることもできる。ＲＡＭは、ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭなどの揮発性メモリであり、プロセッサ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３２は、ＲＯＭまたはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、ＳＳＤ（solid state drive）またはＨＤＤ（hard disk drive）などの記憶装置であり、プログラムの他、プログラムで使用される各種のデータ（たとえば、マップ、数式、および各種パラメータ）を記憶する。

通信装置３３は、各種の通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）を含む。制御装置３１は、通信装置３３を介して、ユーザ端末８０と通信可能に構成されている。通信装置３３とユーザ端末８０との間の通信は、ＷｉＦｉまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信が適用され得る。

ＥＭＳ６０は、サーバ装置３０の指令に従い、ＥＶＳＥ４０と通信を行う。ＥＭＳ６０は、たとえばＨＥＭＳ（Home Energy Management System）、ＦＥＭＳ（Factory Energy Management System）、またはＢＥＭＳ（Building Energy Management System）である。サーバ装置３０は、ＥＶＳＥ４０と直接的に通信することなく、ＥＭＳ６０を介してＥＶＳＥ４０と通信する。

ＥＶＳＥ４０は、たとえば、交流電力を供給可能なＡＣ給電設備であり、この場合、車両５０の充放電器１２０は、ＡＣ給電設備に対応する回路を有する。なお、ＥＶＳＥ４０は、直流電力を供給可能なＤＣ給電設備であってもよく、この場合、車両５０の充放電器１２０は、ＤＣ給電設備に対応する回路を有してもよい。ＥＶＳＥ４０としては、特定のユーザのみが利用可能な非公共のＥＶＳＥ（たとえば、家庭用のＥＶＳＥ）と、不特定多数のユーザが利用可能な公共のＥＶＳＥとがある。ＥＶＳＥ４０は、制御部４１と、電源回路４４と、充電ケーブル４２とを備える。

制御部４１は、電源回路４４を制御して、充電ケーブル４２を介して車両５０のバッテリ１３０に電力を供給したり、車両５０のバッテリ１３０からの電力を受け取ったりする。

電源回路４４には、充電ケーブル４２が接続される。電源回路４４は、制御部４１の制御に従って、充電ケーブル４２を介して車両５０のバッテリ１３０に電力を供給したり、車両５０のバッテリ１３０からの電力を受け取ったりする。

充電ケーブル４２は、ＥＶＳＥ４０の本体に常に接続されていてもよいし、ＥＶＳＥ４０の本体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を有するとともに、内部に電力線を含む。

スマートメータ１３は、電力を使用する需要家（たとえば、個人または事業者）ごとに付与され、所定時間（たとえば、３０分間）が経過するごとに需要家における電力調整量を計測する。たとえば、スマートメータ１３は、電力系統ＰＧからＥＶＳＥ４０に供給される電力量またはＥＶＳＥ４０から電力系統ＰＧに供給される電力を計測する。スマートメータ１３は、計測した電力調整量を示す情報を含む信号をサーバ装置３０に送信する。なお、スマートメータ１３の代わりに、車両５０に搭載された電力量計を用いてもよいし、ＥＶＳＥ４０に内蔵された電力量計を用いてもよい。

上述したＥＶＳＥ４０およびＥＭＳ６０は、１つの住宅または事業所（たとえば、工場または商業施設）に設置される。スマートメータ１３は、電力系統ＰＧと住宅または事業所との間で調整される電力調整量を計測する。

ユーザ端末８０は、デスクトップ型のＰＣ（personal computer）、ラップトップ型のＰＣ、スマートフォン、スマートウォッチ、ウェアラブルデバイス、およびタブレットＰＣなど、ネットワークを介してサーバ装置３０および車両５０の各々と通信可能な情報端末である。ユーザ端末８０は、ユーザが携帯可能な携帯端末であってもよいし、ナビゲーションシステムなどの車両５０に搭載された情報端末であってもよい。

図示は省略するが、ナビゲーションシステムは、プロセッサと、記憶装置と、タッチパネルディスプレイと、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュールとを含む。記憶装置は、地図情報を記憶する。タッチパネルディスプレイは、ユーザからの入力を受け付けたり、地図およびその他の情報を表示したりする。ＧＰＳモジュールは、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信する。ナビゲーションシステムは、ＧＰＳ信号を用いて車両５０の位置を特定することができる。ナビゲーションシステムは、ユーザからの入力に基づき、車両５０の現在位置から目的地までの走行ルート（たとえば、最短ルート）を見つけるための経路探索を行い、経路探索により見つかった走行ルートをタッチパネルディスプレイの地図上に表示することができる。

ユーザ端末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」とも称する。）がインストールされている。ユーザ端末８０は、車両５０のユーザによって用いられ、アプリを通じてサーバ装置３０と情報の遣り取りを行う。たとえば、ユーザは、ユーザ端末８０にインストールされたＶＰＰ用のアプリを用いて、サーバ装置３０と情報の遣り取りを行うことで、ＶＰＰに参加することができる。

［ＶＰＰシステムの概要］
図２は、実施の形態に係る電力授受システム１が適用されるＶＰＰシステムの概要を説明するための図である。図２に示すように、電力授受システム１は、電力会社Ｅ１と、上位アグリゲータＥ２と、下位アグリゲータＥ３と、複数の車両５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃとを備える。複数の車両５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの各々は、図１に示す車両５０に対応する。なお、図２の例において、電力授受システム１は、複数の車両５０Ａに対応するようにして、ＥＶＳＥ４０、ＥＭＳ６０、およびスマートメータ１３を備えているが、他の車両５０Ｂ，５０Ｃの各々に対しても、図示しないＥＶＳＥ４０、ＥＭＳ６０、およびスマートメータ１３を備えている。

電力会社Ｅ１は、発電事業者または送配電事業者などの電気事業者である。図２の例においては、電力会社Ｅ１は、発電事業者および送配電事業者を兼ねている。電力会社Ｅ１は、発電所１１と、送配電設備１２と、サーバ装置１０とを備える。電力会社Ｅ１は、発電所１１および送配電設備１２によって電力系統ＰＧを構築し、サーバ装置１０を用いて電力系統ＰＧを保守および管理する。発電所１１は、電気を発生させるための発電装置を備え、発電装置によって生成された電力を送配電設備１２に供給する。発電所１１による発電方式には、火力発電、水力発電、風力発電、原子力発電、および太陽光発電など、公知の発電方式が適用され得る。送配電設備１２は、送電線、変電所、および配電線を備え、発電所１１から供給される電力の送電および配電を行う。

ＤＥＲを束ねてエネルギマネジメントを行う事業者は、「アグリゲータ」とも称される。電力会社Ｅ１は、たとえばアグリゲータと連携することにより、電力系統ＰＧにおける電力を調整することができる。上位アグリゲータＥ２は、複数のサーバ装置（たとえば、サーバ装置２０Ａ，２０Ｂ）を含む。上位アグリゲータＥ２に含まれる複数のサーバ装置は、互いに異なる事業者に帰属する。下位アグリゲータＥ３は、複数のサーバ装置（たとえば、サーバ装置３０Ａ，３０Ｂ）を含む。下位アグリゲータＥ３に含まれる複数のサーバ装置は、互いに異なる事業者に帰属する。なお、図２に示す下位アグリゲータＥ３に含まれる各サーバ装置は、図１に示すサーバ装置３０に対応する。以下、区別して説明する場合を除いて、上位アグリゲータＥ２に含まれる各サーバ装置を「サーバ装置２０」とも称し、下位アグリゲータＥ３に含まれる各サーバ装置を「サーバ装置３０」とも称する。サーバ装置２０の数およびサーバ装置３０の数は、互いに独立しており、任意に設定され得る。

図２の例においては、１つのサーバ装置１０が上位アグリゲータＥ２である複数のサーバ装置２０に対してエネルギマネジメントを要請し、サーバ装置１０から要請を受けた各サーバ装置２０が下位アグリゲータＥ３である複数のサーバ装置３０に対してエネルギマネジメントを要請する。さらに、サーバ装置２０から要請を受けた各サーバ装置３０が複数のＤＥＲユーザ（たとえば、車両５０のユーザ）に対してエネルギマネジメントを要請する。電力会社Ｅ１は、このような階層構造（ツリー構造）を利用して、多くのユーザに対してエネルギマネジメントを要請することができる。なお、上位アグリゲータＥ２および下位アグリゲータＥ３は、同一のサーバ装置によって機能するように構成されてもよい。

電力会社Ｅ１（サーバ装置１０）から上位アグリゲータＥ２（サーバ装置２０）に対する要請、上位アグリゲータＥ２（サーバ装置２０）から下位アグリゲータＥ３（サーバ装置３０）に対する要請、および下位アグリゲータＥ３（サーバ装置３０）から各ユーザに対する要請は、ＤＲ（ディマンドリスポンス）要請とも称される。ＤＲとは、ＤＥＲを制御することによって電力需要パターンを変化させることである。各ユーザに対してＤＥＲを用いて電力を積極的に使って電力需要を引き上げるようなＤＲを「上げＤＲ」とも称する。一方、各ユーザに対して節電または放電によって電力需要を引き下げるようなＤＲを「下げＤＲ」とも称する。

サーバ装置３０は、管轄エリアのエネルギマネジメントを行う。サーバ装置３０が管轄するエリアは、１つの街（たとえば、スマートシティ）であってもよいし、工場であってもよいし、大学のキャンパスであってもよい。下位アグリゲータＥ３は、サーバ装置３０の管轄エリアに存在するＤＥＲユーザとエネルギマネジメントに関する契約を結ぶ。このような契約を結んだユーザは、下位アグリゲータＥ３からのＤＲ要請に従ってＤＥＲを用いてエネルギマネジメントを行うことによって、下位アグリゲータＥ３から所定のインセンティブを受け取ることができる。一方、下位アグリゲータＥ３からのＤＲ要請に従うことを許諾したにもかかわらず、ＤＲ要請に従わなかったユーザには、上述した契約によって所定のペナルティが科される。契約によってエネルギマネジメントが義務付けられたＤＥＲおよびＤＥＲユーザは、サーバ装置３０に登録される。

サーバ装置３０は、サーバ装置２０からＤＲ要請を受けたときに、サーバ装置３０に登録されたＤＥＲの中から、当該ＤＲ要請に応えるためのＤＥＲを選択する。このように選択されたＤＥＲを「ＥＭＤＥＲ」とも称する。サーバ装置３０は、ＥＭＤＥＲの選択後、各ＥＭＤＥＲのユーザに対して指令を送信する。各ＥＭＤＥＲのユーザは、サーバ装置３０から受けた指令に基づき、サーバ装置３０からのＤＲ要請に従うエネルギマネジメント（たとえば、電力系統ＰＧの需給調整）を行う。

ＥＭＤＥＲごとの電力調整量（たとえば、所定期間における充電電力および／または放電電力）は、スマートメータ１３によって計測される。スマートメータ１３によって計測された電力調整量は、サーバ装置１０に送信される。なお、図２の例において、サーバ装置３０は、サーバ装置１０を介してスマートメータ１３によって計測された電力調整量を取得するが、スマートメータ１３から直接的に電力調整量を取得してもよい。スマートメータ１３によって計測された電力調整量は、インセンティブの算定に用いられてもよい。

上述のように構成された電力授受システム１において、サーバ装置２０は、電力会社Ｅ１（サーバ装置１０）または上位アグリゲータＥ２（サーバ装置２０）からの要請に従って電力授受の目標電力を充足させるために、登録された複数の車両５０の中からＤＲ要請を行う少なくとも１つの車両を選択し、選択した少なくとも１つの車両５０のユーザのユーザ端末８０に対してＤＲ要請を送信する。ＤＲ要請を受信したユーザがユーザ端末８０を用いてＤＲ要請を許諾すると、サーバ装置３０は、電力授受（ＤＲ要請）を実行する実行期間において、選択した少なくとも１つの車両５０を用いた電力授受を予定する。サーバ装置３０は、実行期間が到来すると、ＤＲ信号をＥＭＳ６０に送信することで、ＤＲ要請の目標電力を充足させるように、ＤＲ要請を許諾したユーザの車両５０に電力授受を行わせることができる。

なお、「電力授受」とは、ＥＶＳＥ４０を用いて車両５０のバッテリ１３０を充電することによって電力系統ＰＧから車両５０に対して電力が供給されること、および、ＥＶＳＥ４０を用いて車両５０のバッテリ１３０が放電することによって車両５０から電力系統ＰＧに対して電力が供給されることのうち、少なくとも１つを含む概念である。たとえば、サーバ装置３０から車両５０のユーザに対して上げＤＲが要請された場合は、電力授受として、電力系統ＰＧから車両５０に対して電力が供給されたり、供給される電力が上げられたりする。一方、サーバ装置３０から車両５０のユーザに対して下げＤＲが要請された場合は、電力授受として、電力系統ＰＧから車両５０に対して供給される電力が下げられたり、逆に、車両５０から電力系統ＰＧに対して電力が供給されたりする。

また、目標電力を充足することは、実際に実行期間において実行された電力授受によって得られる車両５０における充電電力または放電電力の実績値が、ＤＲ要請によって指定された実行期間における目標電力（充電電力の目標値，放電電力の目標値）の許容範囲内に収まることを意味する。

許容範囲としては、たとえば、サーバ装置３０がＤＲ要請を許諾した全ての車両５０に対して指定する電力授受の目標値（全ての車両５０における充電電力の合計目標値，全ての車両５０における放電電力の合計目標値）に対する±１０％範囲が設定される。なお、実行期間における目標電力（充電電力の目標値，放電電力の目標値）は変更可能であってもよい。たとえば、サーバ装置３０は、実行期間が到来する前に、電力会社Ｅ１（サーバ装置１０）または上位アグリゲータＥ２（サーバ装置２０）からの要請に従って、一度設定した実行期間における目標電力を変更してもよい。この場合、サーバ装置３０は、再設定した変更後の目標電力を充足するように、車両５０に対して再度ＤＲ要請を行ってもよい。

［時間経過に対する電力授受の推移の一例］
図３は、電力授受における時間経過に対する目標電力の推移の一例を示す図である。図３においては、横軸に時間をとり、縦軸に充電電力をとったグラフにおいて、電力授受における時間経過に対する目標電力の推移が示されている。なお、図３においては、サーバ装置３０から各車両５０のユーザに対して上げＤＲが要請された場合の例が示されており、縦軸は、電力系統ＰＧから各需要者に供給される充電電力の合計値が示されている。

サーバ装置３０は、選択した少なくとも１つの車両５０を用いた電力授受によって、ＤＲ要請によって指定された目標電力を充足させるように、電力系統ＰＧから各需要者に対して供給される電力を調整する。たとえば、図３に示すように、サーバ装置３０は、電力会社Ｅ１または上位アグリゲータＥ２からの要請に従って、電力Ｐ１から電力Ｐ２へと引き上げられる目標電力を充足させるために、登録された複数の車両５０の中からＤＲ要請を行う少なくとも１つの車両５０を選択し、選択した少なくとも１つの車両５０との間で、実行期間において電力授受を行うことを予定しておく。たとえば、図２に示す例において、サーバ装置３０は、車両５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの中からＤＲ要請を行う車両５０Ａ，５０Ｂを選択して、車両５０Ａ，５０Ｂとの間で、実行期間において充電を行うことを予定しておく。

サーバ装置３０は、実行期間前のＤＲ更新タイミングｔ１（たとえば、実行期間の４５分前）において、電力会社Ｅ１または上位アグリゲータＥ２からの要請によって指定された実行期間における目標電力Ｐ２が更新されたか否かを確認し、目標電力Ｐ２が更新されている場合は、実行期間において電力授受を予定している少なくとも１つの車両５０に対して指定する目標電力Ｐ２を更新する。

サーバ装置３０は、その後、実行期間前のタイミングｔ２（たとえば、実行期間の３０分前）から実行期間が開始するＤＲ要請実行タイミングｔ３までの事前期間において、目標電力を電力Ｐ１から電力Ｐ２へと徐々に引き上げる。

サーバ装置３０は、ＤＲ要請実行タイミングｔ３において、ＤＲ要請を許諾した少なくとも１つの車両５０に対してＤＲ要請を実行することで、目標電力Ｐ２を充足させるように、許容範囲内で電力系統ＰＧから少なくとも１つの車両５０に対して供給される充電電力を調整する。

このように、電力授受システム１によれば、電力会社Ｅ１または上位アグリゲータＥ２から電力授受の要請を受けたサーバ装置３０と複数の車両５０の各々のユーザとの間で電力授受の取引を事前に行い、その後、予定していた実行期間において電力系統ＰＧと少なくとも１つの車両５０との間で電力授受を行うことができる。

ここで、ＤＲ要請を許諾した車両５０のユーザは、事前期間が到来する前に、予め決められたＥＶＳＥ４０の充電ケーブル４２のコネクタ４３を、車両５０のインレット１１０に接続するように義務づけられている。このようにすることで、実行期間が開始する前には、ＤＲ要請を許諾した全ての車両５０が電力授受を実行するための準備を完了させることができる。しかしながら、ユーザの急な予定の変更、渋滞などの道路状況、または車両５０の不具合などの様々な要因によって、実際には、ＤＲ要請を許諾した全ての車両５０が実行期間において電力授受を実行することができない場合がある。このような場合、サーバ装置３０は、電力授受の目標電力Ｐ２を充足させるための車両５０の数を確保することができず、目標電力Ｐ２の許容範囲内に電力授受の実績値を収めることができないおそれがある。

また、ＤＲ更新タイミングｔ１において、実行期間における目標電力Ｐ２が更新される場合もある。たとえば、目標電力Ｐ２が引き上げられた場合、サーバ装置３０は、ＤＲ要請を許諾した全ての車両５０を用いたとしても、電力会社Ｅ１または上位アグリゲータＥ２から要請されている充電電力を確保することができず、許容範囲内で電力授受の目標電力Ｐ２を充足させることができないおそれがある。

なお、図２においては、電力授受として、電力系統ＧＰから供給される電力を用いて車両５０が充電する例を示しているが、車両５０が放電することで電力系統ＧＰに対して電力を供給する場合も、図２に示す例と同様の課題がある。

そこで、実施の形態に係る電力授受システム１おいて、サーバ装置３０は、電力授受の目標電力を充足させるための少なくとも１つの車両５０と電力授受を予定するとともに、さらに、少なくとも１つの予備の車両５０（以下、「予備車両５０」とも称する。）に対しても、事前にＤＲ要請を行って、少なくとも１つの予備車両５０との間でもＤＲ要請の許諾を得るように構成されている。

たとえば、図２に示す例において、サーバ装置３０は、車両５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの中からＤＲ要請を行う車両５０Ａ，５０Ｂと電力授受を予定するとともに、さらに、予備車両５０Ｃに対しても、事前にＤＲ要請を行って、予備車両５０Ｃとの間でもＤＲ要請の許諾を得るようにする。

これにより、サーバ装置３０は、ＤＲ要請を許諾した車両５０（たとえば、車両５０Ａ，５０Ｂ）の全てが実行期間において電力授受を実行することができない場合でも、電力授受を実行することができない車両５０（たとえば、車両５０Ｂ）の代わりに予備車両５０（たとえば、車両５０Ｃ）を用いて実行期間において電力授受を実行することによって、電力授受の目標電力を充足させることができる。また、サーバ装置３０は、ＤＲ更新タイミングｔ１において、目標電力を更新した場合でも、ＤＲ要請を許諾した車両５０（たとえば、車両５０Ａ，５０Ｂ）に加えて予備車両５０（たとえば、車両５０Ｃ）を用いて実行期間において電力授受を実行することによって、電力授受の目標電力を充足させることができる。

ここで、結果として、ＤＲ要請を許諾した全ての車両５０が実行期間の開始前に電力授受を実行するための準備を完了させることができ、これら準備が完了した車両５０を用いた電力授受によって予備車両５０を用いることなく目標電力を充足させることができる場合も当然にある。このような場合、ＤＲ要請を許諾した予備車両５０は電力授受のインセンティブを受けることができないと想定される。図３に示すように、事前期間は、目標電力を変化させる期間であるため、実行期間よりも目標電力の許容範囲が広く設定されている。そこで、実施の形態に係る電力授受システム１おいて、サーバ装置３０は、事前期間において、ＤＲ要請を許諾した車両５０を用いた電力授受によって実行期間における目標電力を充足可能であると判断した場合、事前期間において予備車両５０を用いた電力授受を行うように構成されている。このように、サーバ装置３０は、事前に取引を行った車両を用いた電力授受によって実行期間における目標電力を充足可能である場合でも、事前期間において予備車両５０を用いた電力授受を実行するため、予備車両５０についても予定通りに電力授受を実行させることができる。

［電力授受システムにおいて実行される処理の手順］
図４は、実施の形態に係る電力授受システム１において実行される処理の手順を示すフローチャートである。図４においては、サーバ装置３０が実行する処理、ユーザ端末８０が実行する処理、およびＥＭＳ６０が実行する処理が示されている。なお、以下において、ステップを「Ｓ」と略す。

図４に示すように、サーバ装置３０は、電力会社Ｅ１または上位アグリゲータＥ２からＤＲ要請を受けたか否かを判定する（Ｓ３０１）。サーバ装置３０は、ＤＲ要請を受けた場合（Ｓ３０１でＹＥＳ）、電力会社Ｅ１または上位アグリゲータＥ２からのＤＲ要請に応じてＤＲ要請をする車両５０の組合せを決定する（Ｓ３０２）。このとき、サーバ装置３０は、電力会社Ｅ１または上位アグリゲータＥ２からのＤＲ要請によって指定された目標電力を充足させるための車両５０の数よりも多くの数の車両５０をピックアップする。

サーバ装置３０は、決定した車両５０のユーザのユーザ端末８０にＤＲ要請する旨の情報を含むＤＲ要請信号を送信する（Ｓ３０３）。ＤＲ要請信号は、たとえば、ＤＲ要請を実行する日時（タイミング）を示す情報、上げＤＲ／下げＤＲの区別を示す情報、および、ＤＲで要求される車両５０の１台当りの充電電力／放電電力を示す情報などを含む。

一方、ユーザ端末８０は、ＶＰＰ用のアプリにおいて、サーバ装置３０からＤＲ要請信号を受信したか否かを判定する（Ｓ８０１）。ユーザ端末８０は、サーバ装置３０からＤＲ要請信号を受信した場合（Ｓ８０１でＹＥＳ）、ＤＲ要請を許諾するか否かを確認するための画面をディスプレイに表示する（Ｓ８０２）。ＤＲ要請を許諾するか否かを確認するための画面は、たとえば、許諾の意思を入力するためのボタンのアイコン画像などを含む。

ユーザ端末８０は、サーバ装置３０からＤＲ要請信号を受信していない場合（Ｓ８０１でＮＯ）、または、Ｓ８０２の後、ＤＲ要請を許諾するか否かを確認するための画面において、ＤＲ要請の許諾がされたか否かを判定する（Ｓ８０３）。ユーザ端末８０は、ＤＲ要請の許諾がされた場合（Ｓ８０３でＹＥＳ）、ＤＲ要請を許諾する旨の情報を含む許諾信号をサーバ装置３０に送信する（Ｓ８０４）。

ユーザ端末８０は、ＤＲ要請の許諾がされていない場合（Ｓ８０３でＮＯ）、または、Ｓ８０４の後、実行する処理を呼出元の上位処理に戻す。

一方、サーバ装置３０は、ユーザ端末８０から許諾信号を受信したか否かを判定する（Ｓ３０４）。サーバ装置３０は、ユーザ端末８０から許諾信号を受信した場合（Ｓ３０４でＹＥＳ）、許諾信号を送信してきたユーザ端末８０のユーザおよび車両５０などに関する情報をＤＲ要請リストに追加する（Ｓ３０５）。このとき、ＤＲ要請リストに追加される複数の車両５０の中には、電力会社Ｅ１または上位アグリゲータＥ２からのＤＲ要請によって指定された目標電力を充足させるための少なくとも１つの車両５０に加えて、少なくとも１つの予備車両５０も含まれる。すなわち、サーバ装置３０は、ＤＲ要請に係る目標電力を充足するための台数よりも多めの数の車両５０をリストアップする。

サーバ装置３０は、ユーザ端末８０から許諾信号を受信していない場合（Ｓ３０４でＮＯ）、または、Ｓ３０５の後、ＤＲ更新タイミングが到来したか否かを判定する（Ｓ３０６）。サーバ装置３０は、ＤＲ更新タイミングが到来した場合（Ｓ３０６でＹＥＳ）、ＤＲ要請の更新があるか否かを判定する（Ｓ３０７）。すなわち、サーバ装置３０は、電力会社Ｅ１または上位アグリゲータＥ２からの要請によって指定された実行期間における目標電力が更新されたか否かを判定する。サーバ装置３０は、ＤＲ要請の更新がある場合（Ｓ３０７でＹＥＳ）、ＤＲ要請を更新して、ＤＲ要請を許諾した車両５０に対して指定する目標電力を更新する（Ｓ３０８）。

サーバ装置３０は、ＤＲ更新タイミングが到来していない場合（Ｓ３０６でＮＯ）、ＤＲ要請の更新がない場合（Ｓ３０７でＮＯ），または、Ｓ３０８の後、事前期間が到来したか否かを判定する（Ｓ３０９）。サーバ装置３０は、事前期間が到来した場合（Ｓ３０９でＹＥＳ）、ＤＲ要請を許諾した少なくとも１つの車両５０が電力授受を実行するための準備が完了しているか否かを確認することによって、準備が完了している少なくとも１つの車両５０を用いて実行期間における目標電力を充足させることが可能であるか否かを判定する（Ｓ３１０）。

なお、サーバ装置３０は、Ｓ３１０において、ＤＲ要請を許諾した少なくとも１つの車両５０に対応する各ＥＭＳ６０から、車両５０がＥＶＳＥ４０に既に接続されている旨を示す情報を含む信号を受信することによって、ＤＲ要請を許諾した少なくとも１つの車両５０が電力授受を実行するための準備が完了しているか否かを判定してもよい。あるいは、サーバ装置３０は、ＤＲ要請を許諾した少なくとも１つの車両５０に搭載されたナビゲーションシステムが受信するＧＰＳ情報を含む信号を受信することによって、ＤＲ要請を許諾した少なくとも１つの車両５０が電力授受を実行するための準備が完了しているか否かを判定してもよい。あるいは、サーバ装置３０は、ＤＲ要請を許諾した少なくとも１つの車両５０のユーザが所有するユーザ端末８０から、電力授受を実行するための準備が完了しているか否かの情報を含む信号を受信することによって、ＤＲ要請を許諾した少なくとも１つの車両５０が電力授受を実行するための準備が完了しているか否かを判定してもよい。

サーバ装置３０は、実行期間における目標電力を充足させることが可能であると判定した場合（Ｓ３１０でＹＥＳ）、ＤＲ要請を実行させるための情報を含むＤＲ信号を、電力授受の準備が完了している予備車両５０が接続されたＥＶＳＥ４０に対応するＥＭＳ６０に送信する（Ｓ３１１）。ＤＲ信号は、たとえば、ＤＲ要請を実行することを指令する情報、およびＤＲで要求される車両５０の１台当りの充電電力／放電電力を示す情報などを含む。

すなわち、サーバ装置３０は、準備が完了した車両５０を用いた電力授受によって予備車両５０を用いることなく目標電力を充足させることができると判断し、事前期間において、予備車両５０を用いて電力授受を実行するように、予備車両５０が接続されたＥＶＳＥ４０に対応するＥＭＳ６０を制御する。

一方、予備車両５０に対応するＥＭＳ６０は、サーバ装置３０からＤＲ信号を受信したか否かを判定する（Ｓ６０１）。ＥＭＳ６０は、サーバ装置３０からＤＲ信号を受信した場合（Ｓ６０１でＹＥＳ）、ＤＲ信号に応じて予備車両５０のバッテリ１３０の充電または放電するように、ＥＶＳＥ４０および予備車両５０を制御する（Ｓ６０２）。

ＥＭＳ６０は、サーバ装置３０からＤＲ信号を受信していない場合（Ｓ６０１でＮＯ）、または、Ｓ６０２の後、実行する処理を呼出元の上位処理に戻す。

一方、サーバ装置３０は、事前期間が到来していない場合（Ｓ３０９でＮＯ）、実行期間における目標電力を充足させることが可能でないと判定した場合（Ｓ３１０でＮＯ）、または、Ｓ３１１の後、ＤＲ要請実行タイミングが到来したか否かを判定する（Ｓ３１２）。サーバ装置３０は、ＤＲ要請実行タイミングが到来した場合（Ｓ３１２でＹＥＳ）、ＤＲ要請を実行させるための情報を含むＤＲ信号を、電力授受の準備が完了している車両５０が接続されたＥＶＳＥ４０に対応するＥＭＳ６０に送信する（Ｓ３１３）。このとき、サーバ装置３０は、許容範囲内において電力授受の目標電力を充足するように、１台当りの指定する授受電力をＤＲ信号によって指定する。たとえば、サーバ装置３０は、許容範囲内において充電電力の目標値を充足するように、１台当りの充電電力をＤＲ信号によって指定する。あるいは、サーバ装置３０は、許容範囲内において放電電力の目標値を充足するように、１台当りの放電電力をＤＲ信号によって指定する。

サーバ装置３０は、ＤＲ要請実行タイミングが到来していない場合（Ｓ３１２でＮＯ）、または、Ｓ３１３の後、実行する処理を呼出元の上位処理に戻す。

一方、ＤＲ要請を許諾した車両５０に対応するＥＭＳ６０は、サーバ装置３０からＤＲ信号を受信したか否かを判定する（Ｓ６０１）。ＥＭＳ６０は、サーバ装置３０からＤＲ信号を受信した場合（Ｓ６０１でＹＥＳ）、ＤＲ信号に応じて車両５０のバッテリ１３０の充電または放電するように、ＥＶＳＥ４０および車両５０を制御する（Ｓ６０２）。

たとえば、ＤＲ信号で示されるＤＲ要請が上げＤＲである場合、ＥＭＳ６０は、ＤＲ信号で示される電力量に従って車両５０に対する充電を開始するための信号を、ＥＶＳＥ４０および車両５０に送信する。これにより、指定された充電の目標電力を充足させるように車両５０に対する充電が開始される。

また、ＤＲ信号で示されるＤＲ要請が下げＤＲである場合、ＥＭＳ６０は、ＤＲ信号で示される電力量に従って車両５０から放電を開始するための信号を、ＥＶＳＥ４０および車両５０に送信する。これにより、指定された放電の目標電力を充足させるように車両５０からの放電が開始される。

ＥＭＳ６０は、サーバ装置３０からＤＲ信号を受信していない場合（Ｓ６０１でＮＯ）、または、Ｓ６０２の後、呼出元の上位処理に戻す。

このように、電力授受システム１によれば、電力授受の目標電力を充足させるための少なくとも１つの車両５０に加えて少なくとも１つの予備車両５０とも電力授受が予定されるため、事前に取引を行った少なくとも１つの車両５０によって実行期間における電力授受の目標電力を充足させることができない場合でも、少なくとも１つの予備車両５０を用いて実行期間における電力授受の目標電力を充足させることができる。一方、事前に取引を行った少なくとも１つの車両を用いた電力授受によって実行期間における目標電力を充足可能である場合でも、事前期間において少なくとも１つの予備車両５０を用いた電力授受が行われるため、少なくとも１つの予備車両５０についても予定通りに電力授受を行うことができる。

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。本開示の範囲は、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およ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 電力授受システム、１０，２０，２０Ａ，２０Ｂ，３０，３０Ａ，３０Ｂ サーバ装置、１１ 発電所、１２ 送配電設備、１３ スマートメータ、３１ 制御装置、３２ 記憶装置、３３ 通信装置、４１ 制御部、４２ 充電ケーブル、４３ コネクタ、４４ 電源回路、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 車両、８０ ユーザ端末、１１０ インレット、１２０ 充放電器、１３０ バッテリ、１８０ 通信機器、Ｅ１ 電力会社、Ｅ２ 上位アグリゲータ、Ｅ３ 下位アグリゲータ、ＰＧ 電力系統。

Claims (1)

1. 電力授受を行う電力授受システムであって、
   電気事業者の電力系統と、
   複数の車両と、
   前記電力系統と前記複数の車両の各々との間で前記電力授受を行うサーバ装置とを備え、
   前記サーバ装置は、
   前記複数の車両のうち、前記電力授受の目標電力を充足させるための少なくとも１つの車両と前記電力授受を予定し、さらに少なくとも１つの予備車両と前記電力授受を予定し、
   前記電力授受を行う実行期間よりも前の事前期間において、前記少なくとも１つの車両を用いた前記電力授受によって前記実行期間における前記目標電力を充足可能であると判断した場合、前記事前期間において前記少なくとも１つの予備車両を用いた前記電力授受を行う、電力授受システム。
   

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