JP2024030942A - 電力授受システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両を用いてシナリオ通りに電力授受を行う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、車両５０と、車両５０と電力授受を行うＥＶＳＥ４０と、ＥＶＳＥ４０と車両５０との間の電力授受を制御するサーバ装置３０とを備える。サーバ装置３０は、車両５０が電力授受を開始する予定タイミングと車両５０がＥＶＳＥ４０に到着する予定タイミングとの間の時間と、車両５０が電力授受を終了する予定タイミングと車両５０がＥＶＳＥ４０を出発する予定タイミングとの間の時間とに基づき、車両５０のユーザに対して推奨する行動を提案する。【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２０２１－８７２６１号公報（特許文献１）には、ＶＰＰサーバからの調整依頼に基づいて、ＥＶ（Electric Vehicle）サーバがＤＥＲであるＥＶの電力授受を制御するＶＰＰシステムが開示されている。

特開２０２１－８７２６１号公報

特許文献１に開示されたＶＰＰシステムによれば、ＥＶサーバが過去の電力授受の実績データに基づいて、将来の電力授受のシナリオに応じた適切な電力調整可能量を推定することが可能である。しかしながら、ＥＶのような車両においては、ユーザの急な予定の変更、または渋滞などの道路状況などによって、予定通りに電力授受を行うことができない場合がある。

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、本開示の目的は、車両を用いてシナリオ通りに電力授受を行う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、車両と、車両と電力授受を行う電力授受設備と、電力授受設備と車両との間の電力授受を制御するサーバ装置とを備える。サーバ装置は、車両が電力授受を開始する予定タイミングと車両が電力授受設備に到着する予定タイミングとの間の時間と、車両が電力授受を終了する予定タイミングと車両が電力授受設備を出発する予定タイミングとの間の時間とに基づき、車両のユーザに対して推奨する行動を提案する。

本開示によれば、車両が電力授受設備に到着するタイミング、または車両が電力授受設備を出発するタイミングが電力授受のシナリオ通りでない場合でも、車両のユーザに対して推奨する行動を提案することによって、車両を用いてシナリオ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。 電力授受のシナリオの一例を説明するための図である。 実施の形態に係るサーバ装置が記憶する計算モデル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。なあ、バッテリ１３０に蓄えられた電力量は、ＳＯＣ（State Of Charge）とも称する。

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、「電力授受設備」の一例である。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に供給される電力量を計測する。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、車両５０Ａに対応するようにして、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（デマンドレスポンス）要請とも称される。ＤＲとは、ＤＥＲを制御して電力授受量を調整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３０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電力調整量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）を実行するために確保されたＤＲブロック時間において、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。ＤＲブロック時間においてＥＶＳＥ４０が設置された場所に車両５０が到着して電力授受の準備ができていた場合、サーバ装置３０は、ＤＲ信号をＥＭＳ６０に送信することで、ＤＲ要請の電力調整量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ＥＶＳＥ４０との間で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。

［電力授受のシナリオの一例］
図３は、電力授受のシナリオの一例を説明するための図である。図３においては、横軸に時間をとったタイミングチャートにおいて、各イベントが示されるとともに、各イベント間での時間についての説明が示されている。

具体的には、図３においては、ユーザを乗せた車両５０がユーザの自宅に帰宅して自宅に設置されたＥＶＳＥ４０に到着した後、ＤＲブロック時間において車両５０がＥＶＳＥ４０との間で電力授受を行い、その後、再びユーザを乗せた車両５０が自宅（ＥＶＳＥ４０）を出発する例が示されている。たとえば、外出先から帰宅した車両５０が自宅のＥＶＳＥ４０を用いて充電を行い、満充電状態になった車両５０が再び自宅を出発するような状況を想定する。

電力授受（ＤＲ要請）を実行するために確保されたＤＲブロックが開始する開始タイミングＴ１と、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着する到着タイミングＴ２との間の時間は、到着時間差「Ｔａｒｒ」で示される。車両５０がＥＶＳＥ４０との間で電力授受を行う時間は、電力授受時間「Ｔｄｓｏｃ」で示される。ＤＲブロックが開始する開始タイミングＴ１と、ＤＲブロックが終了する終了タイミングＴ４との間の時間は、ＤＲブロック時間「Ｔｄｒ」で示される。ＤＲブロック時間Ｔｄｒが終了する終了タイミングＴ４と、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発する出発タイミングＴ５との間の時間は、出発時間差「Ｔｄｅｐ」で示される。ＤＲブロック時間Ｔｄｒから電力授受時間Ｔｄｓｏｃを減算することによって得られる時間は、ＤＲブロック残時間「Ｔｄｒ－Ｔｄｓｏｃ」で示される。

ＤＲ要請を許諾した車両５０のユーザは、ＤＲブロック時間Ｔｄｒ内で電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができるように義務づけられている。たとえば、サーバ装置３０は、到着時間差ＴａｒｒがＤＲブロック残時間Ｔｄｒ－Ｔｄｓｏｃ以下である場合、ＤＲブロック時間Ｔｄｒ内で電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができる。また、サーバ装置３０は、ＤＲブロック以外で実行することが予定されている電力授受をＤＲブロック内で実行することによってＤＲ要請を満たす。すなわち、サーバ装置３０は、ＤＲブロック以外で予定されている電力授受量を、ＤＲブロック内の電力調整量に置き換えることによってＤＲ要請を満たす。たとえば、サーバ装置３０は、ＤＲブロック時間Ｔｄｒが終了してから車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するまでに予定されている電力授受を前倒しして、ＤＲブロック内で実行することによって、ＤＲブロック時間Ｔｄｒが終了してから車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するまでに予定されている電力授受量を、ＤＲブロック内の電力調整量に置き換えることによってＤＲ要請を満たす。このため、サーバ装置３０は、出発時間差Ｔｄｅｐが電力授受時間Ｔｄｓｏｃ以上である場合、ＤＲ要請を満たすことができる。

しかしながら、ＥＶのような車両５０においては、ユーザの急な予定の変更、または渋滞などの道路状況などの様々な要因によって、予定通りに電力授受を行う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、電力会社Ｅ１または上位アグリゲータＥ２から要請されている電力授受の電力調整量を充足させることができないおそれがある。

たとえば、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するタイミングが予定より大幅に遅れることが想定される。このような場合において、到着時間差ＴａｒｒがＤＲブロック残時間Ｔｄｒ－Ｔｄｓｏｃよりも大きくなってしまうと、サーバ装置３０は、ＤＲブロック時間Ｔｄｒの中で電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができない。このようなユーザの行動によって、電力授受における電力調整量が目減りすることがある。

あるいは、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するタイミングが予定より大幅に早まることが想定される。このような場合において、出発時間差Ｔｄｅｐが電力授受時間Ｔｄｓｏｃ未満になってしまうと、サーバ装置３０は、ＤＲブロック時間Ｔｄｒの中で電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができない。このようなユーザの行動によって、電力授受における電力調整量が目減りすることがある。

そこで、実施の形態に係る電力授受システム１において、サーバ装置３０は、車両５０が電力授受を開始する予定の開始タイミングＴ１（すなわち、ＤＲブロックの開始タイミング）と車両５０がＥＶＳＥ４０に到着する予定の到着タイミングＴ２との間の到着時間差Ｔａｒｒと、車両５０が電力授受を終了する予定の終了タイミングＴ４（すなわち、ＤＲブロックの終了タイミング）と車両５０がＥＶＳＥ４０を出発する予定の出発タイミングＴ５との間の出発時間差Ｔｄｅｐとに基づき、車両５０のユーザに対して推奨する行動を提案するように構成されている。以下、実施の形態に係る電力授受システム１のサーバ装置３０の処理について説明する。

［計算モデル］
図４は、実施の形態に係るサーバ装置３０が記憶する計算モデルを説明するための図である。サーバ装置３０は、図４に示す計算モデルに対応するデータを記憶装置３２に記憶しており、計算モデルを用いて、到着時間差Ｔａｒｒおよび出発時間差Ｔｄｅｐに基づき車両５０のユーザに対して推奨する行動を提案する。

図４に示すように、計算モデルは、横軸に出発時間差Ｔｄｅｐをとり、かつ、縦軸に到着時間差Ｔａｒｒをとった座標平面によって構成される。サーバ装置３０は、計算モデルに入力データを入力することによって、座標平面において、直交座標軸によって分けられる４つの領域のそれぞれに対応する象限１～４を決定するとともに、象限１～４のうちから一の象限を出力する。

入力データは、ＤＲブロック時間に関するＤＲブロック情報と、ユーザの行動に関するユーザ行動情報と、車両５０の充電率に関する充電率情報と、ＥＶＳＥ４０に関するＥＶＳＥ情報と、車両５０のバッテリ容量に関するバッテリ情報とを含む。

ＤＲブロック情報は、ＤＲブロックが開始する予定の開始タイミング（開始予定時刻）に関する情報と、ＤＲブロックが終了する終了タイミング（終了予定時刻）に関する情報とを含む。サーバ装置３０は、車両５０のユーザがＤＲ要請を承諾した後、ＤＲブロック情報を決定する。サーバ装置３０は、ＤＲブロック情報に基づき、ＤＲブロック時間Ｔｄｒを算出することができる。

ユーザ行動情報は、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着する予定の到着タイミング（到着予定時刻）に関する情報と、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発する予定の出発タイミング（出発予定時刻）に関する情報とを含む。サーバ装置３０は、ＤＲ要請を許諾した車両５０に搭載されたナビゲーションシステムが受信する現在または過去のＧＰＳ情報を取得し、ＧＰＳ情報に基づきユーザ行動情報を算出する。また、サーバ装置３０は、渋滞情報を取得し、渋滞情報に基づきユーザ行動情報を算出してもよい。サーバ装置３０は、ユーザ行動情報に基づき、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着する到着タイミングを算出するとともに、到着時間差Ｔａｒｒを算出することができる。また、サーバ装置３０は、ユーザ行動情報に基づき、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発する出発タイミングを算出するとともに、出発時間差Ｔｄｅｐを算出することができる。

充電率情報は、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するときのＳＯＣに関する情報と、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するときのＳＯＣに関する情報とを含む。サーバ装置３０は、車両５０から取得したＳＯＣと、ＤＲ要請した電力授受における電力調整量とに基づき、充電率情報を算出する。

ＥＶＳＥ情報は、ＥＶＳＥ４０の充電電力［ｋＷ］または放電電力［ｋＷ］に関する情報を含む。サーバ装置３０は、ＥＶＳＥ４０からＥＶＳＥ情報を取得する。

バッテリ情報は、車両５０のバッテリ１３０が満タンになる容量［ｋＷｈ］に関する情報を含む。サーバ装置３０は、車両５０からバッテリ情報を取得する。サーバ装置３０は、充電率情報、ＥＶＳＥ情報、およびバッテリ情報などに基づき、電力授受時間Ｔｄｓｏｃを算出することができる。

サーバ装置３０は、計算モデルに入力データを入力することによって、座標平面において、直交座標軸によって分けられる４つの領域のそれぞれに対応する象限１～４を決定する。

具体的には、サーバ装置３０は、計算モデルに対応する座標平面において、横軸にＤＲブロックが終了する終了タイミングＴ４から車両５０がＥＶＳＥ４０を出発する出発タイミングＴ５までの時間をとり、縦軸にＤＲブロックが開始する開始タイミングＴ１から車両５０がＥＶＳＥ４０に到着する到着タイミングＴ２までの時間をとる。また、サーバ装置３０は、座標平面において、座標軸の横軸に直交させて、電力授受時間Ｔｄｓｏｃに対応する位置に縦軸を引き、かつ、ＤＲブロック時間Ｔｄｒに対応する位置に縦軸を引く。また、サーバ装置３０は、座標平面において、座標軸の縦軸に直交させて、ＤＲブロック残時間Ｔｄｒ－Ｔｄｓｏｃに対応する位置に横軸を引き、かつ、ＤＲブロック時間Ｔｄｒに対応する位置に横軸を引く。さらに、サーバ装置３０は、座標平面において、Ｔａｒｒ＝Ｔｄｅｐ＋（Ｔｄｒ－Ｔｄｓｏｃ）という一次関数に従った斜めの軸を引く。サーバ装置３０は、計算モデルに対応する座標平面において、上述のように引いた複数の軸によって、象限１～４の４つの領域を構成することができる。

サーバ装置３０は、象限１～４のうちから一の象限を出力する。具体的には、サーバ装置３０は、出発時間差Ｔｄｅｐが電力授受時間Ｔｄｓｏｃ以上であり、かつ、到着時間差ＴａｒｒがＤＲブロック残時間Ｔｄｒ－Ｔｄｓｏｃよりも大きい場合、計算モデルによって象限１を出力する。

すなわち、この例では、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するタイミング（図３の出発タイミングＴ５）については電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができるため問題ないが、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するタイミング（図３の到着タイミングＴ２）については電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができない。

サーバ装置３０は、計算モデルによって象限１を出力した場合、車両５０のユーザに対して、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するタイミングを早めることを提案する。サーバ装置３０は、このようなユーザに対する提案によって、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するタイミングを早めて到着時間差ＴａｒｒをＤＲブロック残時間Ｔｄｒ－Ｔｄｓｏｃ以下にすることができるため、電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができる。

サーバ装置３０は、出発時間差Ｔｄｅｐが電力授受時間Ｔｄｓｏｃ以上であり、かつ、到着時間差ＴａｒｒがＤＲブロック残時間Ｔｄｒ－Ｔｄｓｏｃ以下である場合、計算モデルによって象限２を出力する。

すなわち、この例では、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するタイミング（図３の出発タイミングＴ５）については電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができるため問題なく、また、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するタイミング（図３の到着タイミングＴ２）についても電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができるため問題ない。

サーバ装置３０は、計算モデルによって象限２を出力した場合、車両５０のユーザに対して、電力授受における電力調整量を大きくすることを提案する。たとえば、サーバ装置３０は、車両５０のユーザに対して、電力授受における目標ＳＯＣを上げたり、電力授受開始時（あるいはＥＶＳＥ４０に到着したとき）におけるＳＯＣを下げたりすることを提案する。サーバ装置３０は、このようなユーザに対する提案によって、たとえば、電力授受においてＥＶＳＥ４０から充電するために十分なバッテリ１３０の空き容量を確保することができるため、より確実に電力会社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電力授受の電力調整量を充足させることができる。

サーバ装置３０は、出発時間差Ｔｄｅｐが電力授受時間Ｔｄｓｏｃ未満であり、かつ、到着時間差ＴａｒｒがＤＲブロック残時間Ｔｄｒ－Ｔｄｓｏｃ以下である場合、計算モデルによって象限３を出力する。

すなわち、この例では、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するタイミング（図３の出発タイミングＴ５）については電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができないが、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するタイミング（図３の到着タイミングＴ２）については電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができるため問題ない。

サーバ装置３０は、計算モデルによって象限３を出力した場合、車両５０のユーザに対して、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するタイミングを遅らせることを提案する。サーバ装置３０は、このようなユーザに対する提案によって、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するタイミングを遅らせて出発時間差Ｔｄｅｐを電力授受時間Ｔｄｓｏｃ以上にすることができるため、電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができる。

サーバ装置３０は、出発時間差Ｔｄｅｐが電力授受時間Ｔｄｓｏｃ未満であり、かつ、到着時間差ＴａｒｒがＤＲブロック残時間Ｔｄｒ－Ｔｄｓｏｃより大きい場合、計算モデルによって象限４を出力する。

すなわち、この例では、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するタイミング（図３の出発タイミングＴ５）については電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができず、また、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するタイミング（図３の到着タイミングＴ２）についても電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができない。

サーバ装置３０は、計算モデルによって象限４を出力した場合、車両５０のユーザに対して、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するタイミングを遅らせることを提案する。サーバ装置３０は、このようなユーザに対する提案によって、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するタイミングを遅らせて出発時間差Ｔｄｅｐを電力授受時間Ｔｄｓｏｃ以上にすることができるため、電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができる。さらに、サーバ装置３０は、このようなユーザに対する提案によって、象限４から象限１に移行させた後、象限１に対応する提案として、車両５０のユーザに対して、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するタイミングを早めることを提案する。サーバ装置３０は、このようなユーザに対する提案によって、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するタイミングを早めて到着時間差ＴａｒｒをＤＲブロック残時間Ｔｄｒ－Ｔｄｓｏｃ以下にすることができるため、電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができる。

あるいは、サーバ装置３０は、計算モデルによって象限４を出力した場合、車両５０のユーザに対して、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するタイミングを早めることを提案する。サーバ装置３０は、このようなユーザに対する提案によって、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するタイミングを早めて到着時間差ＴａｒｒをＤＲブロック残時間Ｔｄｒ－Ｔｄｓｏｃ以下にすることができるため、電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができる。さらに、サーバ装置３０は、このようなユーザに対する提案によって、象限４から象限３に移行させた後、象限３に対応する提案として、車両５０のユーザに対して、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するタイミングを遅らせることを提案する。このようなユーザに対する提案によって、車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するタイミングを遅らせて出発時間差Ｔｄｅｐを電力授受時間Ｔｄｓｏｃ以上にすることができるため、電力授受時間Ｔｄｓｏｃを確保することができる。

なお、サーバ装置３０は、ユーザに対する提案によって、象限４から象限１または象限３を経由して象限２に移行させた後、象限２に対応する提案として、車両５０のユーザに対して、電力授受における電力調整量を大きくすることを提案してもよい。

［電力授受システムにおいて実行される処理の手順］
図５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５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５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）。

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ブロックの開始タイミングおよび終了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）。

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）。

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、車両５０のユーザに対して推奨する行動を提案する提案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、提案タイミングが到来した場合（Ｓ３０６でＹＥＳ）、入力データを取得する（Ｓ３０７）。サーバ装置３０は、入力データを計算モデルに入力する（Ｓ３０８）。サーバ装置３０は、計算モデルを用いて、入力データに基づき、一の象限を出力する（Ｓ３０９）。たとえば、図４で説明したように、サーバ装置３０は、計算モデルに入力データを入力することによって、直交座標軸によって分けられる４つの領域のそれぞれに対応する象限１～４を決定するとともに、象限１～４のうちから一の象限を出力する。サーバ装置３０は、決定した一の象限に基づき、車両５０のユーザに対して推奨する行動を提案する旨の情報を含む提案信号をユーザ端末８０に送信する（Ｓ３１０）。

一方、ユーザ端末８０は、サーバ装置３０から提案信号を受信したか否かを判定する（Ｓ８０５）。ユーザ端末８０は、サーバ装置３０から提案信号を受信した場合（Ｓ８０５でＹＥＳ）、サーバ装置３０によって提案された行動を示す画面をディスプレイに表示する（Ｓ８０６）。これにより、車両５０のユーザは、ユーザ端末８０に表示されたサーバ装置３０からの提案に従って、ＥＶＳＥ４０に到着するタイミングを早めたり、ＥＶＳＥ４０を出発するタイミングを遅らせたりといったように行動することができる。

なお、サーバ装置３０は、ユーザ端末８０に限らず、車両５０のナビゲーションシステムに対して、提案信号を送信してもよい。この場合、ユーザは、車両５０のナビゲーションシステムにおけるディスプレイに表示されたサーバ装置３０からの提案に従って、ＥＶＳＥ４０に到着するタイミングを早めたり、ＥＶＳＥ４０を出発するタイミングを遅らせたりといったように行動することができる。

ユーザ端末８０は、サーバ装置３０から提案信号を受信していない場合（Ｓ８０５でＮＯ）、または、Ｓ８０６の後、実行する処理を呼出元の上位処理に戻す。

サーバ装置３０は、Ｓ３１０の後、ＤＲブロックの開始タイミングが到来し、車両５０がＥＶＳＥ４０に接続された状態でＤＲ要請を実行することができるか否かを判定する（Ｓ３１１）。サーバ装置３０は、ＤＲ要請を実行することができる場合（Ｓ３１１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（Ｓ３１２）。

サーバ装置３０は、ＤＲ要請を実行することができない場合（Ｓ３１１でＮＯ）、または、Ｓ３１２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調整量に従って車両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、指定された電力調整量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調整量に従って車両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、指定された電力調整量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、車両５０が電力授受を開始する予定の開始タイミングと車両５０がＥＶＳＥ４０に到着する予定の到着タイミングとの間の到着時間差Ｔａｒｒと、車両５０が電力授受を終了する予定の終了タイミングと車両５０がＥＶＳＥ４０を出発する予定の出発タイミングとの間の出発時間差Ｔｄｅｐとに基づき、車両５０のユーザに対して推奨する行動を提案することができる。これにより、電力授受システム１は、車両５０がＥＶＳＥ４０に到着するタイミング、または車両５０がＥＶＳＥ４０を出発するタイミングが電力授受のシナリオ通りでない場合でも、車両５０のユーザに対して推奨する行動を提案することによって、車両５０を用いてシナリオ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、
   車両と、
   前記車両と電力授受を行う電力授受設備と、
   前記電力授受設備と前記車両との間の前記電力授受を制御するサーバ装置とを備え、
   前記サーバ装置は、前記車両が前記電力授受を開始する予定タイミングと前記車両が前記電力授受設備に到着する予定タイミングとの間の時間と、前記車両が前記電力授受を終了する予定タイミングと前記車両が前記電力授受設備を出発する予定タイミングとの間の時間とに基づき、前記車両のユーザに対して推奨する行動を提案する、電力授受システム。
   

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