JP5422741B2 - 電力供給システム - Google Patents

Description

本発明は、車載蓄電池から電力系統に電力を供給し、または前記電力系統から前記車載蓄電池に電力を供給する電力供給システムに関するものである。

近年、ハイブリッドカー（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＨＥＶ）、プラグインハイブリッドカー（Ｐｌｕｇｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＰＨＥＶ）、電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＥＶ）などの電気を動力源とする自動車が脚光を浴び、需要が高まっている。これらの自動車が普及すると、これら自動車へ電力を供給する必要性が高まり、電力消費状況が変化するので、電力供給を安定化するための新たな対策が必要になってくる懸念がある。

一方、太陽光発電、風力発電などの、再生可能エネルギーを利用した発電手法が注目を集め、導入事例が徐々に増えつつある。

上記状況に鑑みて、ＨＥＶ、ＰＨＥＶ、ＥＶなどが搭載している車載蓄電池を利用し、安価な夜間電力や再生可能エネルギー発電による電力を蓄電しておき、昼間の電力消費ピーク時に車載蓄電池から電力系統へ電力を供給するシステムが考案されている。このような仕組みは、Ｖ２Ｇ（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｇｒｉｄ）などと呼ばれる。

下記特許文献１には、Ｖ２Ｇの仕組みを利用して電力供給を平準化する電力供給システムが開示されている。

特開２００９−１８３０８６号公報

上記特許文献１に記載の技術では、各車載蓄電池が対応することができる電力容量が個々に異なったり、経時変化したりするため、複雑なシステムになりやすい。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で電力供給を平準化することのできる電力供給システムを提供することを目的とする。

本発明に係る電力供給システムでは、車載蓄電池の蓄電容量のうち所定容量を、電力系統との間で送受電するための専用容量として割り当てておき、電力系統との間で送受電するときは専用容量を優先的に用いる。

本発明に係る電力供給システムによれば、車載蓄電池の蓄電容量のうち所定範囲を、電力系統との間の送受電するための専用容量とするので、各車載蓄電池が電力系統に与える影響を、専用容量の範囲内に限定することができる。これにより、個々の車載蓄電池毎のばらつきを所定範囲内に抑えることができるので、車載蓄電池毎に個別の制御対応を実施する必要性も同様に抑えられ、制御を簡易化することができる。

実施の形態１に係る電力供給システム１０００の構成図である。 電力供給システム１０００の各構成要素間の接続関係を示す詳細図である。 車載蓄電池１３の詳細構成を示す図である。 電力消費がピークに達する時間帯における電力供給システム１０００の動作を説明する図である。 車載蓄電池１３が電力系統グリッド６から電力を受電して電力系統専用容量１３１に蓄電する際の電力供給システム１０００の動作を説明する図である。 実施形態１に係る電力供給システム１０００を用いて、電力消費ピークカットと余剰電力の蓄電を実施する様子を示す図である。 ２つの電力系統グリッドが存在する場合の動作例を示す図である。 各車両１が保持する連携ログ１４の構成とデータ例を示す図である。 電力消費がピークに達する時間帯における電力供給システム１０００の動作を説明する図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力供給システム１０００の構成図である。電力供給システム１０００は、車両１、車載蓄電池管理サーバ２、電力系統制御システム３、電力消費体４、太陽光／風力発電システム５、電力系統グリッド６を有する。

各システム等は、送電ネットワークと情報ネットワークによって接続されている。図１の太線は送電ネットワーク、細線は情報ネットワークを示す。送電ネットワークは、主に電力送電とそのための制御命令を送受信するために用いるネットワークである。情報ネットワークは、主に車載蓄電池管理サーバ２が各車載蓄電池を管理するための情報を送受信するネットワークである。詳細は後述する。

各ネットワークの具体的な実装手法は任意でよい。例えば送電ネットワークとして、電力会社が一般的に用いている送電網を用いることができる。電力系統グリッド６そのものを送電ネットワークとして用いてもよい。また情報ネットワークとして、例えばインターネットを用いることができる。

車両１は、車載蓄電池を搭載している。車載蓄電池は電力系統グリッド６に電力を供給し、または電力系統グリッド６から車載蓄電池に電力を供給することができる。車両１の台数は任意でよいが、一般的には多数の車両１が電力系統グリッド６に接続されているものと想定される。

車載蓄電池管理サーバ２は、各車両１の位置を管理する。ここでいう位置とは、電力系統グリッド６のどの部分に車両１が接続されているかを示す、いわば電力系統上の電気的位置である。したがって、必ずしも地理的な位置とは一致しない。また車載蓄電池管理サーバ２は、各車両１の位置に基づき、いずれの車両１の車載蓄電池と電力系統グリッド６が電力を送受電すべきかを、電力系統制御システム３に指示する。詳細は後述する。

電力系統制御システム３は、電力系統グリッド６の送電動作と受電動作を制御する。具体的には、太陽光／風力発電システム５などの発電システムに対して、送電動作と受電動作を指示する。

電力消費体４は、電力系統グリッド６から電力を受け取って消費する。例えば各家庭の電気機器などが電力消費体４に相当する。

太陽光／風力発電システム５は、電力を発電して電力系統グリッド６に送電し、または各車両１が搭載する車載蓄電池が送電する電力を受電する。ここでは発電システムの例として太陽光／風力発電システム５のみを記載したが、その他の発電システム、例えば火力発電システムや原子力発電システムを電力系統グリッド６に接続してもよい。

電力系統グリッド６は、電力会社などが保有する送配電網などの電力ネットワークである。電力を送受電する配線のみならず、関連する制御命令を送受信するネットワークも、電力系統グリッド６に含まれる。

図２は、電力供給システム１０００の各構成要素間の接続関係を示す詳細図である。以下、図２に示す各構成要素について説明する。

車両１は、自車情報管理部１１、車載蓄電池制御部１２、車載蓄電池１３を備える。自車情報管理部１１は、当該車両１の電力系統グリッド６内における位置を管理する。車載蓄電池制御部１２は、車載蓄電池１３が電力系統グリッド６に対して送電し、または電力系統グリッド６から受電する動作を制御する。車載蓄電池１３は、車載蓄電池制御部１２からの指示にしたがって、電力系統グリッド６に対して送電し、または電力系統グリッド６から受電してその電力を蓄電する。

車載蓄電池制御部１２は、車載蓄電池１３の蓄電容量のうち一部を、電力系統専用容量１３１として割り当てる。電力系統専用容量１３１は、電力系統グリッド６に対して送電し、または電力系統グリッド６から受電する際に優先的に用いるための蓄電容量である。

車載蓄電池制御部１２は、必ずしも車載蓄電池１３を電力系統専用容量１３１として物理的に区分する必要はなく、車載蓄電池１３の蓄電容量のうち一部を仮想的に電力系統専用容量１３１として取り扱えばよい。

車載蓄電池管理サーバ２は、車両情報管理部２１を備える。車両情報管理部２１は、各車両１の自車情報管理部１１から当該車両１の位置を示す位置情報を受け取って車両１毎に管理する。また、車両情報管理部２１は、いずれの車両１が搭載する車載蓄電池１３が電力系統グリッド６との間で電力を送受電すべきかを判定し、電力系統制御システム３に通知する。詳細は後述する。

電力系統制御システム３は、電力制御情報管理部３１、発電量監視部３２、電力消費量監視部３３、電力供給制御部３４、蓄電制御部３５を備える。

電力制御情報管理部３１は、いずれの車両１が搭載する車載蓄電池１３が電力系統グリッド６との間で電力を送受電すべきかの指示を車両情報管理部２１から受け取り、その指示にしたがって電力供給制御部３４または蓄電制御部３５を制御する。

発電量監視部３２は、電力系統グリッド６内の発電量を監視し、電力制御情報管理部３１に通知する。電力消費量監視部３３は、電力系統グリッド６内の電力消費量を監視し、電力制御情報管理部３１に通知する。これらの詳細は後述する。

電力供給制御部３４は、車両１が備える車載蓄電池制御部１２に対し、電力系統グリッド６へ電力を送電するように指示する。蓄電制御部３５は、車両１が備える車載蓄電池制御部１２に対し、電力系統グリッド６から電力を受電して蓄電するよう指示する。これらの指示は、送電ネットワークを介して送受信される。

自車情報管理部１１、車載蓄電池制御部１２、車両情報管理部２１、電力制御情報管理部３１、発電量監視部３２、電力消費量監視部３３、電力供給制御部３４、蓄電制御部３５は、これらの機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアを用いて構成することもできるし、マイコンやＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算装置とその動作を規定するソフトウェアを用いて構成することもできる。これらを適宜組み合わせることもできる。また、計測器や通信インターフェースなどの必要な構成を適宜備える。

図３は、車載蓄電池１３の詳細構成を示す図である。車載蓄電池制御部１２は、電力系統専用容量１３１を、電力系統グリッド６から電力を受電して蓄電するための受電用容量１３１１と、電力系統グリッド６に電力を送電するための送電用容量１３１２に、仮想的に区分けする。必ずしも車載蓄電池１３を電力系統専用容量１３１として物理的に区分する必要はなく、電力系統専用容量１３１の蓄電容量のうち一部を、仮想的に受電用容量１３１１および送電用容量１３１２として取り扱えばよい。

車載蓄電池制御部１２は、車載蓄電池１３の蓄電容量を仮想的に区分するので、各区分と車載蓄電池１３の実際の容量区分は必ずしも一致しなくともよい。例えば、車載蓄電池１３が複数のサブ蓄電池によって構成されている場合、必ずしもサブ蓄電池と各区分を実際に１：１に対応させる必要はない。

車載蓄電池制御部１２は、例えば、各サブ蓄電池の容量を集約して単一の車載蓄電池１３として仮想的に取りまとめ、その一部を電力系統専用容量１３１として取り扱うことができる。同様に、電力系統専用容量１３１の一部を受電用容量１３１１、残りを送電用容量１３１２として取り扱うことができる。

このように蓄電容量を仮想的に取り扱うことにより、必ずしも電力系統専用容量１３１を特定のサブ蓄電池に固定的に割り当てる必要がなくなり、電力系統専用容量１３１をより柔軟に取り扱うことができる。同様の考え方は、記憶装置の記憶容量仮想化などにも見られる。本発明では、記憶容量仮想化と同様の考え方を蓄電池の容量仮想化として応用したということもできる。

車載蓄電池制御部１２が車載蓄電池１３のうち一部を電力系統専用容量１３１として取り扱い、さらに受電用容量１３１１と送電用容量１３１２に区分するための具体的な手法として、例えば以下のような手法例が考えられる。

（電力系統専用容量１３１を割り当てる手法）
車載蓄電池制御部１２は、車載蓄電池１３が充電している電力を、電力系統専用容量１３１とその他の容量の間で均等に割り当てる。例えば、車載蓄電池１３の全容量が１００であると仮定し、そのうち２０を電力系統専用容量１３１として取り扱うものとする。車載蓄電池１３を通常充電することにより、蓄電電力が全容量の４０％に達しているとき、電力系統専用容量１３１も４０％蓄電されているものとして取り扱う。この場合、電力系統専用容量１３１に蓄電されている電力は、２０×４０％＝８となる。

（受電用容量１３１１と送電用容量１３１２を区分する手法）
車載蓄電池制御部１２は、例えば電力系統専用容量１３１のうち半分を受電用容量１３１１、残り半分を送電用容量１３１２として取り扱う。上記例の場合、受電用容量１３１１、送電用容量１３１２ともに容量は１０となる。

以上、電力供給システム１０００の各構成要素について説明した。次に、電力供給システム１０００の動作について説明する。

図４は、電力消費がピークに達する時間帯における電力供給システム１０００の動作を説明する図である。以下、図４の各ステップについて説明する。

（図４：ステップＳ４１０）
車両１の自車情報管理部１１は、自車が電力系統グリッド６と連携可能であるか否かを判定する。具体的には、車載蓄電池１３内に電力系統専用容量１３１が設けられているか否かを、車載蓄電池制御部１２に照会すればよい。自車情報管理部１１は、自車が電力系統グリッド６と連携可能である場合は、自車の位置を示す位置情報を車載蓄電池管理サーバ２に送信する。

（図４：ステップＳ４２０）
車載蓄電池管理サーバ２の車両情報管理部２１は、車両１の自車情報管理部１１から当該車両の位置情報を受け取り、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの適当な記憶装置に記録する。車両情報管理部２１は、各車両の位置情報を同様に収集し、記録しておく。

（図４：ステップＳ４３０）
電力系統制御システム３の電力消費量監視部３３は、電力系統グリッド６内の電力消費量を監視する。電力消費量監視部３３は、その監視結果に基づき、電力消費ピークカットが必要であるか否か、およびカットすべき電力量を判断し、電力制御情報管理部３１に通知する。

（図４：ステップＳ４３０：補足）
ここでいう電力消費ピークカットとは、電力系統グリッド６内の電力消費がピークに達する時間帯に合わせて、不足気味の電力量を補うことをいう。具体的には、各車両１の車載蓄電池１３が蓄電している電力を電力系統グリッド６に送電することをいう。

（図４：ステップＳ４４０）
電力制御情報管理部３１は、電力消費量監視部３３から受け取った情報を、車載蓄電池管理サーバ２に送信する。

（図４：ステップＳ４５０）
車載蓄電池管理サーバ２の車両情報管理部２１は、いずれの車両１が電力消費ピークカットに対応すべきかを判断し、電力系統制御システム３にその旨を指示する。この指示は電力制御に関するものであるため、車載蓄電池管理サーバ２から各車両１に対して直接指示するのではなく、電力系統制御システム３を介して送電ネットワーク経由で指示する。いずれの車両１が対応すべきかの判断基準として、例えば以下のような基準を用いることができる。

（図４：ステップＳ４５０：判断基準例その１）
電力消費ピークカットに対応する車両１は、電力系統グリッド６に接続されている必要がある。車両１が電力系統グリッド６に接続されているか否かは、ステップＳ４１０で収集した各車両の位置情報に基づき判断することができる。

（図４：ステップＳ４５０：判断基準例その２）
電力消費ピークカットに対応する車両１は、車載蓄電池１３内に電力系統専用容量１３１が設けられている必要がある。ステップＳ４１０において、電力系統グリッド６と連携可能である車両１のみが車載蓄電池管理サーバ２に位置情報を送信するようにしておけば本条件は自動的に満たされる。

（図４：ステップＳ４５０：判断基準例その３）
電力消費ピークカットに対応する車両１は、電力の配分が不足気味になっている電力消費体４の近くに位置していることが望ましい。ここでいう位置とは、電力系統グリッド６の配下における電気的な位置のことであり、必ずしも地理的な位置とは一致しない。各車両１の位置は、ステップＳ４１０で収集した各車両の位置情報に基づき把握することができる。

（図４：ステップＳ４５０：補足）
不足気味である電力量は、必ずしも１台の車両１のみで補うことができるとは限らないので、本ステップにおける対象車両は複数台であってもよい。

（図４：ステップＳ４６０）
電力系統制御システム３の電力制御情報管理部３１は、車載蓄電池管理サーバ２の車両情報管理部２１からステップＳ４５０の指示を受け取る。電力制御情報管理部３１は、その指示をさらに電力供給制御部３４へ通知する。

（図４：ステップＳ４７０）
電力供給制御部３４は、ステップＳ４６０で電力制御情報管理部３１から受け取った指示に基づき、該当する車両１へ、蓄電している電力を電力系統グリッド６に送電するよう指示する。

（図４：ステップＳ４８０）
車両１の車載蓄電池制御部１２は、適当なインターフェースなどを介して、ステップＳ４７０で電力供給制御部３４が送信した指示を受け取る。車載蓄電池制御部１２は、その指示にしたがって、車載蓄電池１３の電力系統専用容量１３１に蓄電されている電力を電力系統グリッド６に送電する。

図５は、車載蓄電池１３が電力系統グリッド６から電力を受電して電力系統専用容量１３１に蓄電する際の電力供給システム１０００の動作を説明する図である。以下、図５の各ステップについて説明する。

（図５：ステップＳ５１０〜Ｓ５２０）
これらのステップは、図４のステップＳ４１０〜Ｓ４２０と同様である。

（図５：ステップＳ５３０）
電力系統制御システム３の発電量監視部３２は、電力系統グリッド６内の発電量を監視する。発電量監視部３２は、その監視結果に基づき、蓄電が必要な状態であるか否か、および蓄電すべき総電力量を判断し、電力制御情報管理部３１に通知する。

（図５：ステップＳ５３０：補足）
蓄電が必要な状態とは、電力系統グリッド６内のその時点における電力需要に対して、発電量が余剰である状態をいう。電力系統グリッド６内では、発電量と電力消費量が均衡する必要があるため、余剰電力が生じた場合、発電量を抑えて発電量と電力消費量を均衡させるか、または余剰電力を一時的に蓄電しておくなどして余剰分を電力系統グリッド６から排出する必要がある。ここでは、各車両１が備えている車載蓄電池１３が、蓄電設備としての役割を果たす。

（図５：ステップＳ５４０）
電力制御情報管理部３１は、発電量監視部３２から受け取った情報を、車載蓄電池管理サーバ２に送信する。

（図５：ステップＳ５５０）
車載蓄電池管理サーバ２の車両情報管理部２１は、いずれの車両１が蓄電すべきかを判断し、電力系統制御システム３にその旨を指示する。この指示は電力制御に関するものであるため、車載蓄電池管理サーバ２から各車両１に対して直接指示するのではなく、図４のステップＳ４５０と同様に電力系統制御システム３を介して送電ネットワーク経由で指示する。

（図５：ステップＳ５５０：補足）
余剰な発電量は、必ずしも１台の車両１のみで蓄電ことができるとは限らないので、本ステップにおける対象車両は複数台であってもよい。

（図５：ステップＳ５６０）
電力系統制御システム３の電力制御情報管理部３１は、車載蓄電池管理サーバ２の車両情報管理部２１からステップＳ５５０の指示を受け取る。電力制御情報管理部３１は、その指示をさらに蓄電制御部３５へ通知する。

（図５：ステップＳ５７０）
蓄電制御部３５は、ステップＳ５６０で電力制御情報管理部３１から受け取った指示に基づき、該当する車両１へ、電力系統グリッド６から電力を受電して蓄電するよう指示する。

（図５：ステップＳ５８０）
車両１の車載蓄電池制御部１２は、適当なインターフェースなどを介して、ステップＳ５７０で蓄電制御部３５が送信した指示を受け取る。車載蓄電池制御部１２は、その指示にしたがって、電力系統グリッド６から電力を受電して車載蓄電池１３の電力系統専用容量１３１に蓄電する。

＜実施の形態１：まとめ＞
以上のように、本実施形態１に係る電力供給システム１０００において、車載蓄電池制御部１３は、車載蓄電池１３の蓄電容量のうち一部を、電力系統グリッド６との間で送受電する専用容量である電力系統専用容量１３１として割り当てる。これにより、各車載蓄電池１３が電力系統グリッド６に送電する電力量、または電力系統グリッド６が各車載蓄電池１３に送電する電力量を、電力系統専用容量１３１の範囲内に限定することができる。したがって、個々の車載蓄電池１３毎のばらつきを電力系統専用容量１３１の範囲内に抑えることができるので、車載蓄電池１３毎に個別の制御対応を実施する必要性がなくなり、制御を簡易化することができる。各車両１の電力系統専用容量１３１の容量が同一であれば、制御を簡易化する観点ではより好ましい。

また、本実施形態１に係る電力供給システム１０００において、車載蓄電池制御部１３は、電力系統専用容量１３１を仮想的な蓄電容量として取り扱う。これにより、車載蓄電池１３がどのような物理的構成を有しているとしても、電力系統専用容量１３１自体は常に同じように取り扱うことができる。

例えば、車載蓄電池１３が２つのサブ蓄電池によって構成されており、そのうち１つを電力系統専用容量１３１として割り当てることを想定する。この場合、電力系統専用容量１３１として割り当てたサブ蓄電池に充電されている電力が先に枯渇してしまうと、もう１つの蓄電池に電力が残存していたとしても、それ以上電力系統グリッド６に送電することができなくなる。この点、本実施形態１のように電力系統専用容量１３１を仮想的に割り当てた場合は、各蓄電池の総合体として電力系統専用容量１３１を提供することができれば足りるので、蓄電池本体の物理的な区分に制約を受けず、電力系統グリッド６との間の送受電を柔軟に処理することができる。

また、本実施形態１に係る電力供給システム１０００において、車載蓄電池制御部１３は、車載蓄電池１３が電力系統グリッド６との間で送受電するときには、電力系統専用容量１３１を他の容量に優先して取り扱うことができる。例えば、車載蓄電池１３を通常充電するときは電力系統専用容量１３１と残りの容量を均等に充電し、電力系統グリッド６から余剰電力を受電して蓄電するときは電力系統専用容量１３１を優先的に充電することができる。車載蓄電池１３から電力系統グリッド６に送電するときも同様に、電力系統専用容量１３１が蓄電している電力を優先的に取り出すことができる。このように電力系統専用容量１３１を優先的に取り扱うことにより、電力系統専用容量１３１を最初に使い切ることになるので、電力系統専用容量１３１と残りの容量の間の切り分けが容易になり、制御を簡易化することができる。

なお、本実施形態１において、車載蓄電池管理サーバ２と電力系統制御システム３は別個の構成要素として説明したが、これらを一体化することもできる。以下の実施形態でも同様である。

また、本実施形態１において、自車情報管理部１１および車載蓄電池管理サーバ２は、各車両１を特定して位置情報を管理することとしたが、その意図するところは車載蓄電池１３を特定し管理することである。そこで、より直接的に、個々の車載蓄電池１３を特定して位置を管理するようにしてもよい。以下の実施形態でも同様である。

また、本実施形態１において、車載蓄電池管理部１２は各車両１毎に設けられていることとしたが、これに代えて車載蓄電池管理サーバ２または電力系統制御システム３が車載蓄電池管理部１２を備え、各車両１の車載蓄電池１３の動作を遠隔制御するようにしてもよい。以下の実施形態でも同様である。

＜実施の形態２＞
本発明の実施形態２では、電力系統専用容量１３１の受電用容量１３１１と送電用容量１３１２を必要に応じて入れ替える動作例を説明する。電力供給システム１０００の構成は実施形態１と同様である。

図６は、実施形態１に係る電力供給システム１０００を用いて、電力消費ピークカットと余剰電力の蓄電を実施する様子を示す図である。経験則として、１日のうち電力消費がピークに達するのは、概ね正午前後の時間帯であることが分かっている。

電力系統制御システム３は、発電量がこの時間帯にピークになるように各発電システムを制御するが、発電量のピークと電力消費のピークを完全に一致させることは難しい。そこで実施形態１に係る電力供給システム１０００を用いて、一致していない部分を吸収することを図る。

図６の「１日目」に示すグラフにおいて、電力消費ピークよりも前に発電量がピークに到達している。電力系統グリッド６内において、発電量と電力消費量は一致しなければならないので、このとき余剰電力が生じる。そこで電力供給システム１０００は、実施形態１の図５で説明した動作を実施し、余剰電力を蓄電用容量１３１１に蓄電する。

１日目の正午をやや過ぎた時間帯において、電力消費量がピークに達する。このとき発電量のピークは過ぎているので、発電量が不足する。そこで電力供給システム１０００は、実施形態１の図４で説明した動作を実施し、送電用容量１３１２から電力系統グリッド６へ送電し、不足している電力を補う。

以上の動作により、蓄電用容量１３１１に電力が蓄電され、送電用容量１３１２に蓄電されていた電力はなくなるので、受電用容量１３１１の蓄電量と送電用容量１３１２の蓄電量はそれ以前の反対になる。そこで車載蓄電池制御部１３は、２日目において、受電用容量１３１１と送電用容量１３１２を入れ替える。以下同様に、車載蓄電池制御部１３は、受電用容量１３１１と送電用容量１３１２を使い切る毎に両者の役割を入れ替える。受電用容量１３１１と送電用容量１３１２が仮想的に割り当てられているため、このような役割変更を容易に実施することができる。

この点、受電用容量１３１１と送電用容量１３１２が特定のサブ蓄電池に固定的に割り当てられていると、上述のような任意の入れ替えができないので、通常の充放電による以外に蓄電と送電をする手段がなく、柔軟な運用をすることが難しくなる。実施形態１〜２で説明した手法によれば、受電用容量１３１１と送電用容量１３１２を必要に応じて入れ替えることにより、特定の蓄電池に制約されることなく、電力の過不足に柔軟に対応することができる。

＜実施の形態２：まとめ＞
以上のように、本実施形態２に係る電力供給システム１０００によれば、車載蓄電池制御部１３は、受電用容量１３１１と送電用容量１３１２を必要に応じて入れ替える。具体的には、受電用容量１３１１を使い切ると、以後は受電用容量１３１１の役割を送電用容量１３１２に切り替える。同様に、送電用容量１３１２を使い切ると、以後は送電用容量１３１２の役割を受電用容量１３１１に切り替える。これにより、車載蓄電池１３の物理的な蓄電容量による制約を緩和し、電力の過不足に柔軟に対応することができる。

なお、本実施形態２において、受電用容量１３１１と送電用容量１３１２を所定期間毎に入れ替えることもできる。例えば図６に示した例では、２４時間毎に受電用容量１３１１と送電用容量１３１２を入れ替えるとよい。入れ替える期間を適切に設定することにより、上記例と同様の効果を発揮することができる。

＜実施の形態３＞
実施の形態１〜２において、電力系統専用容量１３１、および受電用容量１３１１と送電用容量１３１２は、車両１の外部から書き換えることができるように構成してもよい。例えば、車載蓄電池管理サーバ２から車載蓄電池制御部１２に対し、電力系統専用容量１３１の容量、および受電用容量１３１１と送電用容量１３１２の容量、あるいは各容量の全容量に対する割合などを指定し、車載蓄電池制御部１２は以後その指定を反映するようにすればよい。本発明では、電力系統専用容量１３１、受電用容量１３１１、送電用容量１３１２を仮想的に割り当てているため、このような動的な容量変更にも容易に対応することができる。

なお、制御を簡易化するためには、各車両１の電力系統専用容量１３１、受電用容量１３１１、送電用容量１３１２それぞれの値は、少なくともある時点において同一であることが望ましい。これらの値が各車両１について同一であれば、電力量の過不足に対応すべき車両１の台数のみ定めれば済むので、車載蓄電池管理サーバ２は個々の車両１毎の差異を判別する必要がなくなり、制御演算を簡易化することができる。

また、各車両１の電力系統専用容量１３１、受電用容量１３１１、送電用容量１３１２それぞれの値そのものを同一とすることに代えて、全容量に対して上記各容量が占める割合を各車両１について同一にしてもよい。この場合も同様に、車載蓄電池管理サーバ２の制御演算を簡易化することができる。

＜実施の形態４＞
本発明の実施形態４では、電力系統グリッド６が２以上存在する場合の動作例を説明する。その他の構成要素は実施形態１〜３と同様である。車載蓄電池管理サーバ２と電力系統制御システム３は、各グリッドについて共通である。

図７は、２つの電力系統グリッドが存在する場合の動作例を示す図である。図７の上図において、グリッド１の配下には６台の車両１が存在し、グリッド２の配下には３台の車両１が存在する。

各電力系統グリッドの電力消費量や発電量は、それぞれ異なる場合がある。そのため、管理上は各電力系統グリッドを個別に識別することが望ましい。また、各車両１は常に同一の電力系統グリッドの配下に存在しているわけではなく、他の電力系統グリッドに移動する場合もある。この観点では、各車両１と各電力系統グリッドの連携関係を管理することが望ましい。

そこで本実施形態４では、各車両１が電力系統グリッドに対して送電し、または各車両１が電力系統グリッドから受電する毎に、その動作ログを記録しておき、車載蓄電池管理サーバ２がその動作ログを集中管理する。

図８は、各車両１が保持する連携ログ１４の構成とデータ例を示す図である。車載蓄電池制御部１２は、車載蓄電池１３が電力系統グリッドに対して送電し、または車載蓄電池１３が電力系統グリッドから受電する毎に、連携ログ１４にその動作内容を記録する。連携ログ１４の保存場所としては、フラッシュメモリやＨＤＤなどの適当な不揮発性記憶装置を用いればよい。

連携ログ１４は、車両ＩＤ列１４１、電力系統連携日時列１４２、蓄電／送電列１４３、電力系統グリッドＩＤ列１４４、車両位置列１４５を有する。

車両ＩＤ列１４１は、各車両１の識別子を保持する。

電力系統連携日時列１４２は、車載蓄電池１３が電力系統グリッドに対して送電し、または車載蓄電池１３が電力系統グリッドから受電した日時を保持する。

蓄電／送電列１４３の値は、電力系統連携日時列１４２が示す日時において、当該車両１が電力系統グリッドに送電したのか、それとも各車両１が電力系統グリッドから受電したのかを示す。

電力系統グリッドＩＤ列１４４は、複数存在する個々の電力系統グリッドを識別する識別子を保持する。

車両位置列１４５は、電力系統連携日時列１４２が示す日時における、当該車両１の位置を保持する。車両位置列１４５の値は、必ずしも地理的な位置でなくともよいが、管理上便宜である場合は、例えば緯度経度などの処理し易いデータ形式を採用してもよい。

図９は、電力消費がピークに達する時間帯における電力供給システム１０００の動作を説明する図である。ステップＳ４１０〜Ｓ４８０は図４と同様であるため、以下では追加したステップのみ説明する。

（図９：ステップＳ４９１）
車両１の車載蓄電池制御部１２は、ステップＳ４８０の動作を連携ログ１４に記録し、車載蓄電池管理サーバ２に送信する。

（図９：ステップＳ４９２）
車載蓄電池管理サーバ２の車両情報管理部２１は、車載蓄電池制御部１２から連携ログ１４を受け取り、ＨＤＤなどの適当な記憶装置に格納する。

＜実施の形態４：まとめ＞
以上、本実施形態４では、車載蓄電池１３が電力系統グリッドに対して送電し、または車載蓄電池１３が電力系統グリッドから受電した動作を、連携ログ１４として記録する例を説明した。本実施形態４によれば、複数の電力系統グリッドが存在する環境下において各車両１と各電力系統グリッドの連携履歴を管理することができる。

＜実施の形態５＞
実施の形態４において、車載蓄電池管理サーバ２は、各車両１から収集した連携ログ１４の記述に基づき、いずれの車両１が電力系統グリッドに送電するか、およびいずれの車両１が電力系統グリッドから受電するかを、各車両１に対して均等に割り当てることができる。以下、その具体例を説明する。

（実施の形態５：電力系統連携日時列１４２を用いる場合）
車載蓄電池管理サーバ２の車両情報管理部２１は、電力系統連携日時列１４２の値に基づき、電力系統グリッドと連携すべき車両１を各車両１について均等に割り当てる。例えば、電力系統グリッドに対して送電した車両１については、所定期間が経過するまでは送電すべき車両として選択しないことにする。受電についても同様である。あるいは、電力系統グリッドと連携する月毎の回数が、各車両１について均等になるようにする、などの手法も考えられる。

（実施の形態５：蓄電／送電列１４３を用いる場合）
車載蓄電池管理サーバ２の車両情報管理部２１は、蓄電／送電列１４３の値に基づき、電力系統グリッドと連携すべき車両１を各車両１について均等に割り当てる。例えば、最後に電力系統グリッドと連携した動作が「送電」である車両１については、次回の動作は「蓄電」を優先的に割り当てる。同様に、最後に電力系統グリッドと連携した動作が「蓄電」である車両１については、次回の動作は「送電」を優先的に割り当てる。

＜実施の形態５：まとめ＞
以上のように、本実施形態５に係る電力供給システム１０００において、車両情報管理部２１は、連携ログ１４の電力系統連携日時列１４２に基づき、電力系統に対して送電する日時と電力系統から受電する日時が、各車両１または各車載蓄電池１３について均等になるように割り当てる。これにより、車両１毎の送受電負担を均一化することができる。

また、本実施形態５に係る電力供給システム１０００において、車両情報管理部２１は、連携ログ１４の蓄電／送電列１４３に基づき、各車両１が最後の電力系統グリッドと連携した動作が送電／受電のいずれであるかを把握する。車両情報管理部２１は、最後に送電した車両１については受電動作を優先的に割り当て、最後に受電した車両１については送電動作を優先的に割り当てる。これにより、車両１毎の送受電負担を均一化することができる。

１：車両、１１：自車情報管理部、１２：車載蓄電池制御部、１３：車載蓄電池、１３１：電力系統専用容量、１３１１：受電用容量、１３１２：送電用容量、１４１：車両ＩＤ列、１４２：電力系統連携日時列、１４３：蓄電／送電列、１４４：電力系統グリッドＩＤ列、１４５：車両位置列、２：車載蓄電池管理サーバ、２１：車両情報管理部、３：電力系統制御システム、３１：電力制御情報管理部、３２：発電量監視部、３３：電力消費量監視部、３４：電力供給制御部、３５：蓄電制御部、４：電力消費体、５：太陽光／風力発電システム、６：電力系統グリッド、１０００：電力供給システム。

Claims (4)

1. 車載蓄電池から電力系統に電力を供給し、または前記電力系統から前記車載蓄電池に電力を供給する電力供給システムであって、
   前記車載蓄電池が前記電力系統に対して送電する処理、および前記車載蓄電池が前記電力系統から受電して蓄電する処理を制御する車載蓄電池制御部と、
   前記車載蓄電池を特定し、いずれの前記車載蓄電池が前記電力系統に対して送電すべきか、およびいずれの前記車載蓄電池が前記電力系統から余剰電力を受電して蓄電すべきかを管理する車載蓄電池管理装置と、
   前記電力系統の送電動作および受電動作を制御する電力系統制御システムと、
   を有し、
   前記車載蓄電池制御部は、
   前記車載蓄電池の蓄電容量のうち所定容量を、前記電力系統との間で送電または受電するための専用容量として仮想的に割り当て、
   前記車載蓄電池が前記電力系統に対して送電するときは前記専用容量から電力を優先的に取り出し、前記車載蓄電池が前記電力系統から余剰電力を受電するときは前記専用容量に電力を優先的に蓄電し、
   前記専用容量を、前記車載蓄電池が前記電力系統に対して送電するときに用いる送電用容量と、前記車載蓄電池が前記電力系統から受電するときに用いる受電用容量とに仮想的に区分し、
   前記送電用容量に蓄電されている電力を使い切ると当該送電用容量を前記受電用容量に切り替えて使用し、
   前記受電用容量が蓄電することができる容量を使い切ると当該受電用容量を前記送電用容量に切り替えて使用する
   ことを特徴とする電力供給システム。
2. 前記車載蓄電池管理装置は、
   複数の前記車載蓄電池それぞれに対して、前記電力系統に対して送電する動作、および前記電力系統から受電する動作を均等に割り当てる
   ことを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
3. 前記車載蓄電池制御部は、
   前記車載蓄電池が前記電力系統に対して送電する動作を実行した日時のログ、および前記車載蓄電池が前記電力系統から受電する動作を実行した日時のログを前記車載蓄電池管理装置に対して送信し、
   前記車載蓄電池管理装置は、
   前記車載蓄電池が前記電力系統に対して送電した日時、および前記車載蓄電池が前記電力系統から受電した日時を、前記ログに基づいて把握し、
   前記電力系統に対して送電する日時と前記電力系統から受電する日時が各前記車載蓄電池について均等になるように、前記電力系統に対して送電する動作、および前記電力系統から受電する動作を割り当てる
   ことを特徴とする請求項２記載の電力供給システム。
4. 前記車載蓄電池制御部は、
   前記車載蓄電池が前記電力系統に対して送電する動作、および前記車載蓄電池が前記電力系統から受電する動作のいずれを実行したかを示すログを前記車載蓄電池管理装置に対して送信し、
   前記車載蓄電池管理装置は、
   前記車載蓄電池が前記電力系統との間で最後に実施した動作が、前記電力系統に対して送電する動作、および前記電力系統から受電する動作のいずれであるかを、前記ログに基づいて把握し、
   前記車載蓄電池が前記電力系統との間で最後に実施した動作が、前記電力系統に対して送電する動作である場合は、当該車載蓄電池の次回動作として前記電力系統から受電する動作を優先的に割り当て、
   前記車載蓄電池が前記電力系統との間で最後に実施した動作が、前記電力系統から受電する動作である場合は、当該車載蓄電池の次回動作として前記電力系統に対して送電する動作を優先的に割り当てる
   ことを特徴とする請求項２記載の電力供給システム。

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