JP5447710B2 - 電池制御システム、電池制御装置、電池制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電池制御システム、電池制御装置、電池制御方法および記録媒体に関し、特には、電力系統に接続された複数の電池の放電または充電を制御する電池制御システム、電池制御装置、電池制御方法および記録媒体に関する。

不慮の事故により発電所が停止したとき、または、多数連系していた風力発電所や太陽光発電所が一斉に解列したとき、電力系統内において電力供給力が急激に低下する緊急状態が発生する。

この緊急状態が発生した際、既存発電所の出力を変化させる、更には、別の発電所を立ち上げるまでの数分〜数十分の間、需要家に分散して設置されたエネルギーストレージ機器（例えば、定置用蓄電池や電気自動車内の二次電池）の放電により、電力需給バランスを取る技術が提案されている（非特許文献１、２および３参照）。以下、需要家に分散して設置されたエネルギーストレージ機器を「ＥＳ」（Energy Storage）と称する。

需要家側に分散するＥＳの放電により電力需給バランスを取る技術では、巷に普及していく多数のＥＳを、電力需給のバランスを取るために活用できる。このため、電力需給バランスを取るために使用される電池（ＥＳにて構成される電池）の大容量化は、ＥＳの普及に伴い可能となる。

また、例えば、非特許文献１、２で開示されているような、“各ＥＳ側が系統接続点の電力の周波数をモニターし、電力の周波数が所望の範囲に収まるよう周波数偏移に比例した放電を自律的に行う”技術が用いられれば、緊急状態における電池放電の高速応答も可能である。

図１は、各ＥＳ側が系統接続点の電力の周波数をモニターし、電力の周波数が所望の範囲に収まるよう周波数偏移に比例した放電を自律的に行う技術を説明するための図である。なお、系統接続点としては、例えば、電力が、電力系統から電力メータを経て、宅内分電盤へ入力される配線の最外部が該当するが、宅内は周波数が同一と考えて、宅内でＥＳが配線されている接続点でもよい。

図１において、ＥＳ１０１を制御する制御部１０２は、系統接続点１０３の電力の周波数をモニターする。制御部１０２は、電力のノミナル周波数（例えば、５０Ｈｚ）からモニター結果（測定周波数）を差し引いた値に応じて、ＥＳ１０１の放電量を制御する。

なお、ここで、図１においてＥＳ１０１と表示しているユニットは、蓄電池パック部、蓄電池制御ユニット部、蓄電池の直流出力を交流に変換するパワーコンディショナー部を含むが、説明の簡略化のために省略している。

Proposal of Smart Storage for Ubiquitous Power Grid, by Yutaka Ota et al., 電学論B、１３０巻１１号、ｐｐ．９８９−９９４、２０１０年 Effect of Smart Storage in Ubiquitous Power Grid on Frequency Control, By Yutaka Ota et al. 電学論B、１３１巻１号、ｐｐ．９４−１００、２０１１年 ＮＥＤＯの地域実証Ｐｊにおける横浜（ＹＳＣＰ）実証内容の紹介資料

図１に示した手法では、電力会社つまり電力系統の管理者の管理下にない需要家側の各ＥＳ側が自律的に放電を行う。このため、電力系統の管理者は、事前に需要家のＥＳにて適切な放電量が速やかに得られるかどうかを把握することが困難であり、電力需給バランスを適切に制御することが難しいという課題があった。

本発明の目的は、上記課題を解決可能な電池制御システム、電池制御装置、電池制御方法および記録媒体を提供することである。

本発明の電池制御システムは、電力系統に接続された複数の電池の動作を制御する電池制御システムであって、前記電池の各々について、当該電池に対して前記電池制御システムが充電または放電を実行する旨の実行指示を出力してから当該電池が前記実行指示に応じた動作を実行するまでの時間である遅延時間を検出する検出手段と、前記電力系統での電力の周波数変化率を測定する測定手段と、前記周波数変化率と前記複数の電池の各々の遅延時間とに基づいて、前記複数の電池の中から、前記電力系統の電力を調整するための調整用電池を選択する選択手段と、前記調整用電池に前記実行指示を出力する指示手段と、を含む。

本発明の電池制御装置は、電力系統に接続された電池の動作を制御する電池制御装置であって、前記電池の使用している通信経路の通信遅延時間を検出するための検査用情報を受信すると、所定情報を前記検査用情報の送信元に送信し、前記電池の充電または放電の動作を規定した動作指示を受信すると、当該動作指示に基づいて前記電池を制御する制御手段を含む。

本発明の電池制御方法は、電力系統に接続された複数の電池の動作を制御する電池制御システムでの電力制御方法であって、前記電池の各々について、当該電池に対して前記電池制御システムが充電または放電を実行する旨の実行指示を出力してから当該電池が前記実行指示に応じた動作を実行するまでの時間である遅延時間を検出し、前記電力系統での電力の周波数変化率を測定し、前記周波数変化率と前記複数の電池の各々の遅延時間とに基づいて、前記複数の電池の中から、前記電力系統の電力を調整するための調整用電池を選択し、前記調整用電池に前記実行指示を出力する。

本発明の電池制御方法は、電力系統に接続された電池の動作を制御する電池制御装置での電池制御方法であって、前記電池の使用している通信経路の通信遅延時間を検出するための検査用情報を受信すると、所定情報を前記検査用情報の送信元に送信し、前記電池の充電または放電の動作を規定した動作指示を受信すると、当該動作指示に基づいて前記電池を制御する。

本発明の記録媒体は、コンピュータに、電力系統に接続された電池の各々について、当該電池に対して前記コンピュータが充電または放電を実行する旨の実行指示を出力してから当該電池が前記実行指示に応じた動作を実行するまでの時間である遅延時間を検出する検出手順と、前記電力系統での電力の周波数変化率を測定する測定手順と、前記周波数変化率と前記複数の電池の各々の遅延時間とに基づいて、前記複数の電池の中から、前記電力系統の電力を調整するための調整用電池を選択する選択手順と、前記調整用電池に前記実行指示を出力する指示手順と、を実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

本発明の記録媒体は、コンピュータに、電力系統に接続された電池の使用している通信経路の通信遅延時間を検出するための検査用情報を受信すると、所定情報を前記検査用情報の送信元に送信し、前記電池の充電または放電の動作を規定した動作指示を受信すると、当該動作指示に基づいて前記電池を制御する手順を実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

本発明によれば、ＥＳを用いて電力需給バランスを適切に制御することが可能になる。

関連技術を説明するための図である。 本発明の一実施形態の電池制御システムを採用した電力制御システムを示す図である。 ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々として用いられるＥＳ５ｂを示したブロック図である。 対応表作成部２ｂ３ａが行うグループ分け結果を表す対応表を示す図である。 図４に示した対応表を作成する動作を説明するためのフローチャートである。 調整用電池を選択する動作と調整用電池への実行指示を出力する動作とを説明するためのフローチャートである。 電力系統の電力の周波数が突然低下する事態が発生した後の電力の周波数変化を示した図である。 相関係数αがある程度適切であり、かつ、グループｖＥＳ１に属するＥＳのみが放電した後の状況の一例を説明するための図である。 相関係数αが最適でなく、かつ、グループｖＥＳ１〜ｖＥＳ３に属するＥＳが放電した後の状況の一例を説明するための図である。 ＥＳ情報収集部２ｂ１と系統状態測定部２ｂ２と選択部２ｂ３と指示制御部２ｂ４とからなる電池制御システムを示した図である。 図１０に示した電池制御システムの動作を説明するためのフローチャートである。 選択部２ｂ３の代わりに、選択部２ｂ３Ａが用いられたＤＥＭＳ２ｂＡを示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図２は、本発明の一実施形態の電池制御システムを採用した電力制御システムを示す図である。

図２において、電力制御システムは、電力供給部１ａと、監視・制御部１ｂと、変圧器２ａと、ＤＥＭＳ（Distributed Energy Management System：分散エネルギ管理システム）２ｂと、通信ＮＷ（ネットワーク）３と、中継ノード４と、通信端末５１ａ〜５ｍａと、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂと、を含む。なお、ｍは２以上の整数である。

電力供給部１ａは、発電所１Ｘに設けられている火力等の発電機である。監視・制御部１ｂは、中央給電指令所１Ｙに設けられている。変圧器２ａとＤＥＭＳ２ｂは、配電用変電所２に設けられている。通信端末５１ａ〜５ｍａは、それぞれ、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂと接続している。ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂは、それぞれ、電力の需要家が所有する電池制御装置５１〜５ｍに含まれる。ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂは、例えば、定置用蓄電池や電気自動車内の二次電池である。なお、中央給電指令所１Ｙと発電所１Ｘの間には、中央給電指令所１Ｙからの指示を発電所１Ｘに送るための通信線が存在するが、図２では、説明の簡略化のために省略している。

なお、本実施形態では、ＤＥＭＳ２ｂが配電用変電所２の中にある形態で説明しているが、ＤＥＭＳ２ｂは必ずしも配電用変電所２にある必要は無く、設置スペースに余裕があり、更に中央給電指令所１Ｙ、及び各ＥＳと情報通信でき、通信遅延の観点で最も遅延の少ない場所に設置することが望ましい。

図３は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々として用いられるＥＳ５ｂを示したブロック図である。図３において、ＥＳ５ｂは、電池本体５ｂ１と、電池本体５ｂ１の動作（充電動作および放電動作）を制御する制御部５ｂ２と、を含む。なお、ＥＳ５ｂは、蓄電池パック部、蓄電池制御ユニット部（Battery Management Unit：ＢＭＵ）、蓄電池の直流出力を交流に変換するパワーコンディショナー（ＰＣＳ）を含むが、説明の簡略化のために省略している。また、制御部５ｂ２は、ＢＭＵに付属する形態でも良く、ＰＣＳに付属する形態でも良く、状況によっては、ＥＳ外に設置してもよい。なお、制御部５ｂ２は、一般的に制御手段と呼ぶことができる。

ところで、一般的に、電力系統の電力需給調整（＝電力の周波数制御）については、応答時間の短い（高速応答が必要な）順に、次のように領域と制御技術を整理することができる。

（Ａ）発電機（同期機）の慣性力領域
最も応答時間の短い、発電機（同期機）の慣性力領域では、電力需要の変動に対する発電機の慣性力（＝慣性定数（Ｍ）と発電機回転子の加速度（ｄｆ／ｄｔ）とから規定されるＭ×（ｄｆ／ｄｔ））の放出・吸収によって、電力需要変動に追従して、電力需要変動の補償が行われる。この制御では、電力需給のアンバランスを補償するため、電力の周波数が直線的に変化し続ける。

（Ｂ）調速機（ガバナ）領域
次に時間の短い、調速機（ガバナ）領域では、ガバナフリー運転により、上記（Ａ）の周波数変化を抑制するために、電力の周波数偏位に応じた発電機の出力制御が行われ、周波数制御（周波数安定化）と電力需要追従制御とが行われる。この制御の結果、電力の周波数は、ある値に落ち着く。

（Ｃ）ＬＦＣ（Load Frequency Control）領域
そして、ＬＦＣ領域では、地域要求電力（Area Requirement）量を目標に、発電機におけるスピードチェンジャー制御（発電量制御）が行われ、周波数制御（基準周波数への帰還制御）と電力需要追従制御とが行われる。

図２に示した電力制御システムは、例えば、ある発電所が発電を停止して電力系統での電力供給力が急激に低下する緊急状況が発生した際、既存発電所の出力を負荷変動に追随させつつ新規の発電所を立ち上げるまでの間、需要家に分散して設置されたＥＳに放電を行わせて、電力需給バランスを取る。その結果、電力系統の発電能力が復帰するまでの間、系統周波数偏差Δｆの値を小さく抑えることが可能となる。即ち、上記（Ｂ）ガバナフリー機能をアシストすることができる。更には、制御可能なＥＳの蓄電池容量が大きい場合には、上記（Ｃ）のＬＦＣ機能を一定時間担うことも可能である。

電力供給部１ａは、発電所１Ｘが発電した電力を出力する。

監視・制御部１ｂは、ＤＥＭＳ２ｂと通信する。

変圧器２ａは、電力供給部１ａからの交流電力の電圧を所定電圧に変圧し、所定電圧を有する交流電力を電力線６に供給する。なお、電力供給部１ａと変圧器２ａ間には、本来は、例えば、日本においては５０万Ｖ高圧送電を、多段階で降圧するための変圧器が幾つか設けられており、変圧器２ａは、６６ｋＶの電圧を６６００Ｖの電圧へ降圧する部分の変圧器である。更に、ＥＳへ電力を送電する際には、柱上変圧器を経て、電圧が６６００Ｖから２００Ｖへ降圧された電力が、ＥＳに送電されることになるが、ここでは説明の簡略化のため、これら上位の変圧器や、柱上変圧器は省略している。

ＤＥＭＳ２ｂは、一般的には、電池制御システムと呼ぶことができる。

ＤＥＭＳ２ｂは、ＥＳ情報収集部２ｂ１と、系統状態測定部２ｂ２と、選択部２ｂ３と、指示制御部２ｂ４と、通信部２ｂ５と、を含む。ＥＳ情報収集部２ｂ１と指示制御部２ｂ４は、通信部２ｂ５を介して通信ＮＷ３と接続する。

ＥＳ情報収集部２ｂ１は、一般的には、検出手段と呼ぶことができる。

ＥＳ情報収集部２ｂ１は、電力線６に接続されたＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々について、ＤＥＭＳ２ｂがＥＳに対して充電または放電を実行する旨の実行指示（以下、単に「実行指示」と称する）を出力してからそのＥＳがその実行指示に応じた動作を実行するまでの時間（以下「遅延時間」と称する）Δｔを検出する。

ＥＳ情報収集部２ｂ１は、実行指示がＤＥＭＳ２ｂから通信ＮＷ３、中継ノード４および通信端末を介してＥＳに到達するまでに要する時間（通信遅延時間）と、そのＥＳが実行指示を受け付けてから実行指示に応じた動作を開始するまでに要する時間（機器内応答時間）と、を加算した時間を、そのＥＳの遅延時間Δｔとして計算する。

本実施形態では、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々は、自己の機器内応答時間を表す応答時間情報を制御部５ｂ２内に記憶している。

ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の応答時間情報を、通信端末５１ａ〜５ｍａの各々を介して、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の制御部５ｂ２から、あらかじめ入手しておく。

なお、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の制御部５ｂ２が、機器内応答時間を測定する機能（実際に、電池本体５ｂ１に充電および放電を行わせる指示を出してから電池本体５ｂ１がその指示に応じた動作を開始するまでの時間を測定する機能）を有している場合には、ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の制御部５ｂ２に機器内応答時間を測定させ、その測定結果を入手してもよい。

ＥＳ情報収集部２ｂ１は、所定時間間隔（例えば２秒間隔）で、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の通信遅延時間を、ｐｉｎｇ（Packet INternet Groper）等を用いて検出する。所定時間間隔は２秒間隔に限らず適宜変更可能である。

例えば、ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々に対して、応答を要求する旨の応答要求（検査用情報）を送信し、その応答要求に対する応答（所定情報）を受信し、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々について、応答要求を送信してから応答を受信するまでの時間を２で割った時間を、通信遅延時間として検出する。

なお、ＥＳ情報収集部２ｂ１が、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々について、応答要求の送信時刻を示す送信時刻情報を記憶し、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々が、応答要求の受信時刻を示す受信時刻情報を、応答要求に対する応答と共にＥＳ情報収集部２ｂ１に送信し、ＥＳ情報収集部２ｂ１が、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂごとに、ＥＳへの応答要求の送信時刻情報が示す送信時刻とそのＥＳからの受信時刻情報が示す受信時刻との間の時間を、そのＥＳの通信遅延時間として検出してもよい。

ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の通信遅延時間を検出するごとに、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々について、あらかじめ入手した応答時間情報が表す機器内応答時間と、検出された通信遅延時間と、を加算して遅延時間Δｔを算出する。

なお、ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＤＥＭＳ２ｂが実行指示の出力が必要と判断してから実行指示を出力するまでに要する時間（以下「ＤＥＭＳ２ｂ内での処理遅延時間」と称する）Δｔｄと、機器内応答時間と、通信遅延時間と、を加算した時間を、遅延時間Δｔとして用いてもよい。なお、ＤＥＭＳ２ｂ内での処理遅延時間Δｔｄは、ＤＥＭＳ２ｂの処理能力に依存するため、ＤＥＭＳ２ｂ内での処理遅延時間Δｔｄを、ＤＥＭＳ２ｂの処理能力に応じて特定される一定値とする。よって、この場合も、遅延時間Δｔは、機器内応答時間と通信遅延時間とを加算した時間に応じて変動する。

ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の通信遅延時間を検出する際に、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の所定項目についての値も検出する。所定項目は、遅延時間とは異なる項目であり、例えば、想定充放電時間（一例としては３分）に対する最大充放電出力量（以下、単に「最大充放電出力量」と称する）ＰｍａｘやＳＯＣ（State of Charge）である。なお、ＳＯＣは、電池の残存容量Ｌを含むものとする。

本実施形態では、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々は、自己の最大充放電出力量Ｐｍａｘを表す最大充放電出力量情報を制御部５ｂ２内に記憶している。

ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の最大充放電出力量情報を、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の制御部５ｂ２から入手する。

系統状態測定部２ｂ２は、一般的に測定手段と呼ぶことができる。

系統状態測定部２ｂ２は、電力系統での電力の周波数変化率ｄｆ／ｄｔを検出し、周波数変化率ｄｆ／ｄｔに基づいて、電力系統で調整が必要となる調整電力量ΔＰを推定する。

例えば、周波数ｆの計測時間は１秒以内で、単位は０．０１Ｈｚ、変換精度は、４９〜５１Ｈｚで、±０．０２Ｈｚ以内とするため、系統状態測定部２ｂ２は、０．２ｍｓ間隔で周波数ｆをサンプリングし、１００ｍｓ周期で積算してｆ値を演算、そのｆ値の前後の差分でｄｆ／ｄｔを演算する。

本実施形態では、系統状態測定部２ｂ２は、周波数変化率ｄｆ／ｄｔに係数Ｘを乗算して調整電力量ΔＰを算出する。なお、調整電力量ΔＰの算出では、周波数変化率を時間積分した周波数偏差Δｆを用いてもよい。また、調整電力量ΔＰは、推定値であるため、系統状態測定部２ｂ２は、システムの構成（系統規模や系統定数等）を考慮し、適宜、調整電力量ΔＰを補正することで調整電力量ΔＰの精度を上げることが可能となるが、ここでは調整電力量ΔＰの補正については説明を省略する。

選択部２ｂ３は、一般的には、選択手段と呼ぶことができる。

選択部２ｂ３は、系統状態測定部２ｂ２が算出した調整電力量ΔＰと、ＥＳ情報収集部２ｂ１が算出したＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の遅延時間Δｔと、に基づいて、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの中から、電力系統の電力量の調整に使用される調整用電池を選択する。

例えば、選択部２ｂ３は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの中から遅延時間Δｔが短いＥＳを優先して調整用電池として選択し、かつ、調整電力量ΔＰが多くなるほど調整用電池の数を増やす。

なお、調整電力量ΔＰは周波数変化率ｄｆ／ｄｔに基づいて算出されるため、選択部２ｂ３は、周波数変化率ｄｆ／ｄｔと、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の遅延時間Δｔと、に基づいて、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの中から調整用電池を選択することになる。

選択部２ｂ３は、対応表作成部２ｂ３ａと、電池選択部２ｂ３ｂと、を含む。

対応表作成部２ｂ３ａは、一般的には、グループ分け手段と呼ぶことができる。

対応表作成部２ｂ３ａは、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂを、遅延時間Δｔの長さにて区分された複数のグループに分ける。

図４は、対応表作成部２ｂ３ａが行うグループ分け結果を表す対応表を示す図である。

図４では、遅延時間Δｔの長さにて区分された複数のグループとして、グループｖＥＳ１〜ｖＥＳｎが表されている。なお、ｎは２以上の整数である。

グループｖＥＳ１〜ｖＥＳｎをそれぞれ規定する遅延時間Δｔの区分としては、例えば、グループｖＥＳ１には０以上１００ｍｓｅｃ以下の遅延時間Δｔが用いられ、グループｖＥＳ２には１００ｍｓｅｃよりも長く２００ｍｓｅｃ以下の遅延時間Δｔが用いられるといった、１００ｍｓｅｃ毎の区分が用いられる。

この場合、グループｖＥＳ１には遅延時間Δｔが０以上１００ｍｓｅｃ以下であるＥＳが属し、グループｖＥＳ２には遅延時間Δｔが１００ｍｓｅｃよりも長く２００ｍｓｅｃ以下であるＥＳが属することになる。

なお、遅延時間Δｔの区分は、１００ｍｓｅｃ毎の区分に限らず適宜変更可能である。

対応表作成部２ｂ３ａは、グループごとに、そのグループに属するＥＳに対して、最大充放電出力量が大きいほど高くなる優先順位を付与する。

図４に示した対応表では、グループごとに、そのグループに属するＥＳに対する優先順位の付与結果も示している。なお、図４には示していないが、対応表には、各ＥＳの最大充放電出力量も記載される。

例えば、図４に示したグループｖＥＳ１では、ＩＤ３にて識別されるＥＳに対して最も高い優先順位（Ｎｏ．１）が付与され、ＩＤ１３にて識別されるＥＳに対して２番目に高い優先順位（Ｎｏ．２）が付与されている。なお、ＩＤの番号は、ＥＳに付された符号の「ｍ」が示す数に対応する。

電池選択部２ｂ３ｂは、一般的には、電池選択手段と呼ぶことができる。

電池選択部２ｂ３ｂは、グループｖＥＳ１〜ｖＥＳｎの中から遅延時間Δｔが短いグループを優先して調整用グループとして選択し、調整用グループ内のＥＳを調整用電池として選択する。また、電池選択部２ｂ３ｂは、周波数変化率ｄｆ／ｄｔの絶対値が大きくなるほど、調整用グループの数を増やす。

指示制御部２ｂ４は、一般的には、指示手段と呼ぶことができる。

指示制御部２ｂ４は、調整用電池に、実行指示（充電または放電を実行する旨の実行指示）を出力する。

例えば、指示制御部２ｂ４は、系統状態測定部２ｂ２が電力系統で不足する電力量を調整電力量ΔＰとして算出した場合、つまり、周波数変化率ｄｆ／ｄｔが負の値である場合、調整用電池からの放電量の総量が調整電力量ΔＰの絶対値に近づくまたは一致するように各調整用電池の放電量を指示した放電実行指示を、実行指示として調整用電池の各々に出力する。

中継ノード４は、ＤＥＭＳ２ｂと通信端末５１ａ〜５ｍａとの通信、さらに言えば、ＤＥＭＳ２ｂとＥＳ５１ｂ〜５ｍｂとの通信を中継する。なお、中継ノード４の数は１に限らずＤＥＭＳ２ｂから需要家側ＥＳへの情報通信経路の状態によって、複数のノードを経る場合がある。ノード数は、通信遅延最小化の観点では、少なければ少ないほどよいが、一方で有限数のノードを経る場合には、通信遅延最小化の観点で、そのルート、及び通過ノード数は、適宜変更可能である。

通信端末５１ａ〜５ｍａは、それぞれ、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂとＤＥＭＳ２との通信を実行する。

次に、動作を説明する。

図５は、図４に示した対応表を作成する動作を説明するためのフローチャートである。

図５に示した動作は、特定時間間隔（例えば２秒間隔）で実行される。特定時間間隔は、２秒間隔に限らず適宜変更可能であり、専用線等の遅延保証が得られるケースでは、遅延時間のデータ入手に関して、より時間間隔を長くする事が可能である。

なお、ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の応答時間情報をあらかじめ入手しており、ＤＥＭＳ２ｂ内での処理遅延時間Δｔｄをあらかじめ記憶しているとする。また、ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＤＥＭＳ２ｂ内での処理遅延時間Δｔｄと、機器内応答時間と、通信遅延時間と、を加算した時間を、遅延時間Δｔとして用いるとする。

ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の通信遅延時間を検出し、また、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の最大充放電出力量情報を、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の制御部５ｂ２から入手する（ステップＳ４０１）。なお、最大充放電出力量情報の入手では、制御部５ｂ２は、ＢＭＵに付属する形、ＰＣＳに付属する形等が考えられ、それ以外にも、システム構成によっては、ＥＳ外のＥＭＳサーバから入手するシステムも考えられる。

ステップＳ４０１では、例えば、ＥＳ情報収集部２ｂ１は、まず、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々に対して、応答を要求する旨の応答要求を送信する。ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々では、通信端末が応答要求を受信すると、制御部５ｂ２は、応答要求に対する応答を、応答要求の送信元であるＥＳ情報収集部２ｂ１に送信する。ＥＳ情報収集部２ｂ１は、その応答要求に対する応答を受信し、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々について、応答要求を送信してから応答を受信するまでの時間を２で割った時間を、通信遅延時間として検出する。

続いて、ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々について、あらかじめ記憶していたＤＥＭＳ２ｂ内での処理遅延時間Δｔｄと、あらかじめ入手していた応答時間情報が表す機器内応答時間と、検出された通信遅延時間と、を加算して遅延時間Δｔを算出する（ステップＳ４０２）。

続いて、ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の遅延時間Δｔおよび最大充放電出力量情報を、対応表作成部２ｂ３ａに出力する。

対応表作成部２ｂ３ａは、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の遅延時間Δｔおよび最大充放電出力量情報を受け付けると、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の遅延時間Δｔおよび最大充放電出力量情報を用いて、図４に示したような対応表を作成し、その対応表を保持する。

本実施形態では、対応表作成部２ｂ３ａは、まず、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々を、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の遅延時間Δｔに基づいて、グループｖＥＳ１〜ｖＥＳｎのいずれかに分類する。その後、対応表作成部２ｂ３ａは、グループｖＥＳ１〜ｖＥＳｎの各々で、グループ内のＥＳに対して、最大充放電出力量が大きいほど高くなる優先順位を付与する。その後、対応表作成部２ｂ３ａは、各グループでの優先順位の付与結果と各ＥＳの最大充放電出力量とを示した対応表（図４参照）を作成する。

対応表作成部２ｂ３ａは、対応表を作成するごとに、その対応表を作成する前に作成された対応表を削除する。このため、対応表は更新されていく（ステップＳ４０３）。

図６は、調整用電池を選択する動作と調整用電池への実行指示を出力する動作とを説明するためのフローチャートである。なお、図６に示した動作は、継続的に実行される。

系統状態測定部２ｂ２は、常時、系統電力線の電力の周波数変化率ｄｆ／ｄｔを検出し、周波数変化率ｄｆ／ｄｔの絶対値が、ＤＥＭＳ２ｂが実行指示を出力する必要があるかを判断するために使用する閾値よりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ５０１）。なお、この閾値として、ある時間内における周波数偏差Δｆが用いられてもよい。

周波数変化率ｄｆ／ｄｔの絶対値が閾値よりも大きいと、系統状態測定部２ｂ２は、ＤＥＭＳ２ｂが実行指示を出力する必要があると判断し、周波数変化率ｄｆ／ｄｔに基づいて調整電力量ΔＰを算出する（ステップＳ５０２）。

例えば、系統状態測定部２ｂ２は、周波数変化率ｄｆ／ｄｔに係数Ｘを乗算することによって調整電力量ΔＰを算出する。以下では、係数Ｘを正の定数とする。このため、周波数変化率ｄｆ／ｄｔが負の値を示す場合、調整電力量ΔＰは、負の値となり、電力系統で不足する電力量を表すことになる。一方、周波数変化率ｄｆ／ｄｔが正の値を示す場合、調整電力量ΔＰは、正の値となり、電力系統で過剰となる電力量を表すことになる。

続いて、系統状態測定部２ｂ２は、調整電力量ΔＰを、電池選択部２ｂ３ｂと指示制御部２ｂ４とに出力する。

電池選択部２ｂ３ｂは、調整電力量ΔＰを受け付けると、対応表作成部２ｂ３ａが作成した対応表を参照して、調整電力量ΔＰを満足するのに必要な数（＝出力電力）の調整用電池を、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの中から遅延時間Δｔが短いＥＳを優先して選択する（ステップＳ５０３）。

続いて、電池選択部２ｂ３ｂは、調整用電池の選択結果を指示制御部２ｂ４に出力する。

指示制御部２ｂ４は、調整用電池の選択結果を受け付けると、調整用電池に、実行指示（充電または放電を実行する旨の実行指示）を出力する（ステップＳ５０４）。

本実施形態では、指示制御部２ｂ４は、調整電力量ΔＰが負の値である場合、調整用電池からの放電量の総量が調整電力量ΔＰの絶対値に近づくまたは一致するように各調整用電池の放電量を指示した放電実行指示を、実行指示として、調整用電池の各々に出力する。

各調整用電池は、自己の接続されている通信端末を介して放電実行指示を受け付けると、その放電実行指示にて指示された放電を開始し、放電を開始した旨ＥＳ情報収集部へ返信する。

一方、指示制御部２ｂ４は、調整電力量ΔＰが正の値である場合、調整用電池への充電量の総量が調整電力量ΔＰの絶対値に近づくまたは一致するように各調整用電池の充電量を指示した充電実行指示を、実行指示として、調整用電池の各々に出力する。

各調整用電池は、自己の接続されている通信端末を介して充電実行指示を受け付けると、その充電実行指示にて指示された充電を開始し、充電を開始した旨ＥＳ情報収集部へ返信する。

次に、本実施形態の一例を説明する。

以下では、あるとき、ある発電所が事故により発電を停止し、電力系統の電力の周波数が突然低下する事態に直面したとする。

図７は、電力系統の電力の周波数が突然低下する事態が発生した後の電力の周波数変化を示した図である。

図７において、Δｔｐは、ＥＳ情報収集部２ｂ１がＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の通信遅延時間を収集する時間間隔、または、対応表作成部２ｂ３ａが対応表を更新する更新間隔である。

電力系統の電力の周波数の低下により、周波数変化率ｄｆ／ｄｔの絶対値が閾値よりも大きくなると、系統状態測定部２ｂ２は、グループｖＥＳ１〜ｖＥＳｎの中で遅延時間Δｔが最も短いグループｖＥＳ１を画定する遅延時間Δｔ（例えば、０〜１００ｍｓｅｃ）の値のうち、長い方の値である１００ｍｓｅｃ（以下「Δｔｍｉｎ」と称する）を、周波数変化率ｄｆ／ｄｔに乗算して、目標とする周波数偏差Δｆを算出する。なお、周波数偏差Δｆは、現時点から時間Δｔｍｉｎ（１００ｍｓｅｃ）経過した時点での電力の周波数から、現時点の電力の周波数を差し引いた値を示す。

続いて、系統状態測定部２ｂ２は、周波数偏差Δｆに、あらかじめ設定されている相関係数αを乗算して、調整電力量ΔＰを算出し、調整電力量ΔＰを電池選択部２ｂ３ｂと指示制御部２ｂ４に出力する。

電池選択部２ｂ３ｂは、調整電力量ΔＰを受け付けると、対応表を参照して、グループｖＥＳ１内の各ＥＳの最大充放電出力量の総和ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘを算出する。

続いて、電池選択部２ｂ３ｂは、調整電力量ΔＰの絶対値と総和ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘとの大小関係を判定する。以下、｜調整電力量ΔＰ｜＜＝総和ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘの場合と、｜調整電力量ΔＰ｜＞総和ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘの場合とに分けて説明を行う。

ケース１）｜調整電力量ΔＰ｜＜＝総和ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘの場合
電池選択部２ｂ３ｂは、｜調整電力量ΔＰ｜＜＝総和ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘの場合、グループｖＥＳ１を調整用グループとして選択し、グループｖＥＳ１に属するＥＳを調整用電池として選択し、調整用電池の選択結果を指示制御部２ｂ４に出力する。

指示制御部２ｂ４は、調整用電池の選択結果を受け付けると、対応表を参照して、調整用電池ごとに、その調整用電池の放電出力Ｐを、例えば、
Ｐ＝Ｐｍａｘ×（｜ΔＰ｜／ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘ）の式に従って算出する。なお、放電出力Ｐにおいて、Ｐｍａｘは、対象となる調整用電池の最大充放電出力量である。

指示制御部２ｂ４は、調整用電池の各々に対して、その調整用電池の放電出力Ｐを指示した放電実行指示を出力する。

各調整用電池は、放電実行指示にて指示された放電を開始し、放電を開始した旨ＥＳ情報収集部２ｂ１へ返信する。

なお、調整電力量ΔＰは、電力系統の規模や系統定数（調整電力量を算出するために電力系統に対して設定されている定数）、事故の規模に依存し、相関係数αは必ずしも最適値でない可能性がある。

図８は、相関係数αがある程度適切であり、かつ、グループｖＥＳ１に属するＥＳのみが放電した後の状況の一例を説明するための図である。このとき、グループｖＥＳ１に属するＥＳは、余力を残して電力を放電しているとする。

この場合は、相関係数αがある程度適切であるため、ＤＥＭＳ２ｂが実行指示を出力する必要があると系統状態測定部２ｂ２が判断した時点からΔｔｍｉｎ後に計測される周波数変化率ｄｆ／ｄｔが０となる。電力系統の発電機の状態によっては、この状態、すなわち、周波数がずれたまま、周波数変化率ｄｆ／ｄｔが０となった状態がある時間続くことも考えられるが、ここでは、次のステップとしてＬＦＣ制御へ移る状況を説明する。

指示制御部２ｂ４は、例えば、監視・制御部１ｂから提供される、緊急状況下で電力の需給バランスを取るために起動、もしくは出力増大された発電所の出力状態を表す情報（ＬＦＣ信号等）に基づいて、時間Δｔｍｉｎごとの放電実行指示において、調整用電池の放電出力Ｐを、例えば１０％ずつまたは５％ずつ下げる。このとき、電力系統内の別の発電所の周波数調整用発電機が出力を増大させつつ、周波数を基準値へ戻す動作を行っていることになる。なお、調整用電池の放電出力Ｐを小さくする割合は、１０％ずつまたは５％に限らず発電所の出力変動状態に応じて適宜設定される。

ケース２）｜調整電力量ΔＰ｜＞総和ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘの場合
電池選択部２ｂ３ｂは、｜調整電力量ΔＰ｜＞総和ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘの場合、グループｖＥＳ１を調整用グループとして選択し、さらに、対応表を参照して、グループｖＥＳ２内の各ＥＳの最大充放電出力量の総和ΣｖＥＳ２Ｐｍａｘを算出する。

電池選択部２ｂ３ｂは、（｜調整電力量ΔＰ｜−総和ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘ）と総和ΣｖＥＳ２Ｐｍａｘとの大小関係を判定する。

電池選択部２ｂ３ｂは、（｜調整電力量ΔＰ｜−総和ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘ）＜＝総和ΣｖＥＳ２Ｐｍａｘである場合には、グループｖＥＳ２を調整用グループとしてさらに選択する。

電池選択部２ｂ３ｂは、調整用グループに属するＥＳを調整用電池として選択し、調整用電池の選択結果を指示制御部２ｂ４に出力する。

指示制御部２ｂ４は、調整用電池の選択結果を受け付けると、対応表を参照して、グループｖＥＳ１に属するＥＳについては、放電出力ＰをそのＥＳの最大充放電出力量Ｐｍａｘとする放電実行指示を出力し、グループｖＥＳ２に属するＥＳについては、放電出力Ｐを、例えば、Ｐ＝Ｐｍａｘ×（（｜ΔＰ｜−ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘ）／ΣｖＥＳ２Ｐｍａｘ）の式に従って算出される値とする放電実行指示を出力する。

なお、（｜調整電力量ΔＰ｜−総和ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘ）＞総和ΣｖＥＳ２Ｐｍａｘである場合には、電池選択部２ｂ３ｂは、調整用グループに属する各ＥＳの最大充放電出力量の総和が調整電力量ΔＰの絶対値以上になるまで、遅延時間が短いグループを優先して調整用グループとして選択していく。

また、指示制御部２ｂ４は、対応表を参照し複数の調整用グループが選択されていると判断すると、複数の調整用グループのうちで遅延時間が最も長いグループ（長時間グループ：以下「グループｖＥＳｉ」とする）に属するＥＳについては、
Ｐ＝Ｐｍａｘ×（（｜ΔＰ｜−（（ΣｖＥＳ１Ｐｍａｘ）＋・・・＋（ΣｖＥＳ（ｉ−１）Ｐｍａｘ）））／ΣｖＥＳｉＰｍａｘ）の式に従って算出される値を放電出力Ｐとした放電実行指示を出力し、複数の調整用グループのうちで長時間グループ以外のグループに属するＥＳについては、放電出力ＰをＰｍａｘとした放電実行指示を出力する。

図９は、相関係数αが最適でなく、かつ、グループｖＥＳ１〜ｖＥＳ３に属するＥＳが放電した後の状況の一例を説明するための図である。このとき、グループｖＥＳ１に属するＥＳおよびグループｖＥＳ２に属するＥＳは、最大放電出力で電力を放電し、グループｖＥＳ３に属するＥＳは、余力を残して電力を放電しているとする。

図９において、Δｔｍｉｎ２は、グループｖＥＳ２を画定する遅延時間Δｔのうち長い方の値（２００ｍｓｅｃ）であり、Δｔｍｉｎ３は、グループｖＥＳ３を画定する遅延時間Δｔのうち長い方の値（３００ｍｓｅｃ）である。

この場合、図９に示すように、ＤＥＭＳ２ｂが実行指示を出力する必要があると系統状態測定部２ｂ２が判断した時点からΔｔｍｉｎ３後に計測される周波数変化率ｄｆ／ｄｔ（以下「ｄｆ／ｄｔ（ｔ３）」と称する）が０になっておらず、このため、系統状態測定部２ｂ２は、相関係数αが最適ではなかったと判断する。

系統状態測定部２ｂ２は、相関係数αが最適ではなかったと判断すると、周波数変化率ｄｆ／ｄｔ（ｔ３）に定数Ｘを乗算することによって追加調整電力量ΔＰａを算出し、追加調整電力量ΔＰａを、電池選択部２ｂ３ｂと指示制御部２ｂ４に出力する。

電池選択部２ｂ３ｂは、追加調整電力量ΔＰａを受け付けると、図９に示したタイミングＣでのＥＳ情報収集部２ｂ１の動作に応じて作成された対応表を参照して、放電実行指示が出されていないＥＳの中から、遅延時間Δｔが短いＥＳを優先して、新たな調整用電池を選択していく。この際、電池選択部２ｂ３ｂは、新たな調整用電池の最大充放電出力量の総和が追加調整電力量ΔＰａの絶対値を超えるまで、新たな調整用電池を選択する動作を続ける。電池選択部２ｂ３ｂは、新たな調整用電池の選択結果を、指示制御部２ｂ４に出力する。

指示制御部２ｂ４は、新たな調整用電池の選択結果を受け付けると、新たな調整用電池の各々に対して、新たな調整用電池の放電出力Ｐとして最大充放電出力量Ｐｍａｘを指示した放電実行指示を出力する。

図９の下段（ｂ）は、新たな調整用電池の放電によって、周波数の変化が止まり、電力系統のＬＦＣ制御の開始によって、電力の周波数が回復しつつある状態を示した図である。ＬＦＣ制御に移り、周波数が基準の値へ帰還する段階では、指示制御部２ｂ４は、例えば、監視・制御部１ｂから提供される、緊急状況下で電力の需給バランスを取るために起動、もしくは出力増大された発電所の出力状態を表す情報（ＬＦＣ信号等）に基づいて、例えば、時間Δｔｍｉｎごとの放電実行指示において、調整用電池および新たな調整用電池の放電出力Ｐを１０％ずつまたは５％ずつ下げる。なお、放電出力Ｐを小さくする割合は、１０％ずつまたは５％に限らず発電所の出力変動状態に応じて適宜設定される。

次に、本実施形態の効果を説明する。

本実施形態によれば、ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の遅延時間Δｔを検出する。系統状態測定部２ｂ２は、電力系統での電力の周波数変化率ｄｆ／ｄｔを測定する。選択部２ｂ３は、周波数変化率ｄｆ／ｄｔとＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の遅延時間Δｔとに基づいて、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの中から調整用電池を選択する。指示制御部２ｂ４は、調整用電池に実行指示を出力する。

このため、本実施形態の電池制御システムは、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の遅延時間Δｔを考慮して調整用電池を選択でき、かつ、周波数変化率ｄｆ／ｄｔに応じて調整用電池の数を調節することが可能になる。よって、調整用電池を用いることによって電力需給バランスを適切に制御することが可能になる。

なお、この効果は、ＥＳ情報収集部２ｂ１と系統状態測定部２ｂ２と選択部２ｂ３と指示制御部２ｂ４とからなる電池制御システムでも奏する。

図１０は、ＥＳ情報収集部２ｂ１と系統状態測定部２ｂ２と選択部２ｂ３と指示制御部２ｂ４とからなる電池制御システムを示した図である。図１１は、図１０に示した電池制御システムの動作を説明するためのフローチャートである。

図１０に示した電池制御システムでは、まず、ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々について、そのＥＳに対してＤＥＭＳ２ｂが実行指示を出力してからそのＥＳがその実行指示に応じた動作を実行するまでの時間である遅延時間を検出する（ステップＳ１００１）。

続いて、系統状態測定部２ｂ２は、電力系統での電力の周波数変化率ｄｆ／ｄｔを測定する（ステップＳ１００２）。

続いて、電池選択部２ｂ３ｂは、周波数変化率ｄｆ／ｄｔとＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の遅延時間とに基づいて、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの中から調整用電池を選択する（ステップＳ１００３）。

続いて、指示制御部２ｂ４は、調整用電池に実行指示を出力する（ステップＳ１００４）。

本実施形態では、選択部２ｂ３は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの中から遅延時間Δｔが短いＥＳを優先して調整用電池として選択し、さらに、周波数変化率ｄｆ／ｄｔの絶対値が大きくなるほど調整用電池の数を増やす。

この場合、遅延時間Δｔが短いＥＳが優先的に調整用電池として選択されるので、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂのうち高速応答が可能なＥＳが、優先的に調整用電池として選択される。また、周波数変化率ｄｆ／ｄｔの絶対値が大きくなるほど、電力の調整量が大きくなるので、電力の調整量の増加に伴って、調整用電池の数を増やすことができる。よって、電力需給バランスを適切に制御することを速やかに行うことが可能になる。

本実施形態では、対応表作成部２ｂ３ａは、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂを、遅延時間Δｔの長さにて区分された複数のグループｖＥＳ１〜ｖＥＳｎに分ける。電池選択部２ｂ３ｂは、グループｖＥＳ１〜ｖＥＳｎの中から遅延時間Δｔが短いグループを優先して調整用グループとして選択し、調整用グループ内のＥＳを調整用電池として選択する。電池選択部２ｂ３ｂは、周波数変化率ｄｆ／ｄｔの絶対値が大きくなるほど、調整用グループの数を増やす。

この場合、調整用電池を、遅延時間Δｔにて区分されたグループ単位で選択することが可能になる。なお、グループｖＥＳ１〜ｖＥＳｎの各々を仮想電池と見做せば、調整用電池を、仮想電池単位で選択することが可能になる。

本実施形態では、系統状態測定部２ｂ２は、周波数変化率ｄｆ／ｄｔに基づいて、電力系統で調整が必要となる調整電力量を算出する。指示制御部２ｂ４は、周波数変化率ｄｆ／ｄｔが負の値である場合、調整用電池からの放電量の総量が調整電力量の絶対値に近づくまたは一致するように調整用電池の放電量を指示した放電実行指示を、実行指示として、調整用電池の各々に出力する。

この場合、電力系統での電力供給力が低下した際に電力需給バランスを適切に制御できる。

本実施形態では、系統状態測定部２ｂ２は、周波数変化率ｄｆ／ｄｔが正の値である場合、調整用電池への充電量の総量が調整電力量の絶対値に近づくまたは一致するように調整用電池の充電量を指示した充電実行指示を、実行指示として、調整用電池の各々に出力する。

この場合、電力系統での電力供給力が過剰になった際に電力需給バランスを適切に制御できる。

本実施形態では、ＥＳ情報収集部２ｂ１は、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々から、遅延時間Δｔとは異なる所定項目（最大充放電出力量）についての値を検出する。このため、選択部２ｂ３の代わりに、周波数変化率ｄｆ／ｄｔとＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の遅延時間Δｔと所定項目についての値とに基づいて、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの中から調整用電池を選択する選択部を用いることも可能である。

図１２は、選択部２ｂ３の代わりに、周波数変化率ｄｆ／ｄｔとＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の遅延時間Δｔと所定項目についての値とに基づいてＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの中から調整用電池を選択する選択部２ｂ３Ａが用いられたＤＥＭＳ２ｂＡを示した図である。なお、図１２において、図２に示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。

図１２において、選択部２ｂ３Ａは、一般的には、選択手段と呼ぶことができる。

選択部２ｂ３Ａは、対応表作成部２ｂ３ａと、電池選択部２ｂ３ｂＡと、を含む。

電池選択部２ｂ３ｂＡは、一般的には、電池選択手段と呼ぶことができる。

電池選択部２ｂ３ｂＡは、グループｖＥＳ１〜ｖＥＳｎの中から遅延時間Δｔが短いグループを優先して調整用グループとして選択する。

電池選択部２ｂ３ｂＡは、調整用グループのうち遅延時間Δｔが最も長い長時間グループに含まれるＥＳの中から、所定項目（最大充放電出力量）についての値に基づいて調整用電池を選択し、かつ、調整用グループのうち長時間グループ以外のグループが存在する場合には長時間グループ以外のグループに含まれるＥＳを、調整用電池として選択する。

例えば、電池選択部２ｂ３ｂＡは、長時間グループ以外のグループが存在しない場合、調整用電池の最大充放電出力量の総計が調整電力量ΔＰを超えるまで、長時間グループに含まれるＥＳのうち、最大充放電出力量が大きいものから順に調整用電池として選択していく。

また、電池選択部２ｂ３ｂＡは、長時間グループ以外のグループが存在する場合、長時間グループ以外のグループに含まれるＥＳを調整用電池として選択した後、調整用電池の最大充放電出力量の総計が調整電力量ΔＰの絶対値を超えるまで、長時間グループに含まれるＥＳのうち、最大充放電出力量が大きいものから順に調整用電池として選択していく。

指示制御部２ｂ４は、例えば、調整電力量ΔＰが負の値である場合、調整用電池の各々に対して、調整用電池の放電出力Ｐとして最大充放電出力量Ｐｍａｘを指示した放電実行指示を出力する。

この場合、所定項目についての値を考慮して調整用電池を選択することが可能になる。

例えば、上述したように所定項目として最大充放電出力量が用いられた場合、長時間グループから最大充放電出力量が大きいＥＳを調整用電池として優先的に選択することが可能になる。この場合、最大充放電出力量が大きいＥＳが優先的に選択されると、調整用電池の数を少なくすることが可能となり、調整用電池との通信を少なくすることが可能になる。

なお、所定項目は、ＥＳの最大充放電出力量に限らず、ＥＳの残存する充放電容量、ＥＳと電力系統との連系点の電圧、または、ＥＳの最大充放電出力量とＥＳの充放電レートでもよい。この場合、ＥＳ情報収集部２ｂ１は、所定項目についての値を収集する。

例えば、所定項目として、ＥＳの残存する充放電容量が用いられた場合、電力量の調整能力が高いＥＳ、つまり、残存する充放電容量が大きいＥＳを優先的に調整用電池として選択することが可能になる。

また、所定項目として、連系点の連系電圧が用いられた場合、調整用電池で充電を行う場合には、連系電圧が高い機器に接続されているＥＳを優先的に調整用電池として選択し、調整用電池で放電を行う場合には、連系電圧が低い機器に接続されているＥＳを優先的に調整用電池として選択することが可能になる。この場合、電圧制約（例えば、１０１±６Ｖや２０２±２０Ｖの系統連系ガイドライン上の制約）、により調整用電池の充電出力や放電出力が制限される問題から開放される。

また、所定項目として、ＥＳの最大充放電出力量とＥＳの充放電レートとが用いられた場合には、最大充放電出力量と充放電レートが大きいＥＳを優先的に調整用電池として選択することが可能になる。なお、本実施形態では、ＥＳの充放電レートについての制御は説明の簡略化のために割愛したが、よりきめ細かい制御を行う上では、充放電量、時間だけでなく、充放電レートの指定も可能である。

また、本実施形態の電池制御装置５１〜５ｍでは、制御部５ｂ２は、応答要求（検査用情報）を受信すると、その応答要求に対する応答（所定情報）を応答要求の送信元に送信し、動作指示を受信すると、動作指示に基づいて電池本体５ｂ１を制御する。このため、ＤＥＭＳ２ｂまたは２ｂＡの制御に従って、電池制御装置５１〜５ｍの動作を制御することが可能になる。

なお、上記実施形態は、以下のように変形されてもよい。

各ＥＳの制御部５ｂ２が、自ＥＳの単位時間当たりの充放電量の調整量について変更可能か否かを表す変更可否情報を格納する。なお、変更可否情報は、ＥＳを所有する需要家のポリシー、または、需要家と電力供給元（例えば、電力会社）との間の契約にて設定される。

そして、ＥＳ情報収集部２ｂ１が、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂの各々の通信遅延時間を検出する際に、各ＥＳの制御部５ｂ２から変更可否情報を入手する。

指示制御部２ｂ４は、調整用電池として選択されたＥＳの変更可否情報が、変更否を表す場合、その調整用電池の出力を最大充放電出力量から変更せずに、最大充放電出力量とする。

また、上記実施形態は、以下のように変形されてもよい。

対応表作成部２ｂ３ａは、対応表に示されたＥＳのグループ分け結果を毎回更新するのではなく、例えば、遅延時間Δｔが短い上位５つのグループについては毎回更新し、他のグループについては１０回に１度程度の更新にしてもよい。

また、指示制御部２ｂ４が、実行指示の履歴を保持してもよい。この場合、実行指示の履歴を解析することによって、調整用電池として使用されたＥＳを特定することが可能になる。よって、この特定結果を使用すれば、調整用電池として使用されたＥＳを保有する需要家に、調整用電池の使用に応じた対価を支払うことが可能になる。

また、本実施形態では、図４に示した対応表を構成する複数のグループのうち、遅延時間が最も短いグループｖＥＳ１に属するＥＳを増やすことが有効である。このため、グループｖＥＳ１に属するＥＳが増えるような位置に、ＤＥＭＳを配置することが望ましい。例えば、通信遅延を考慮すると、通信のノード設置場所にＤＥＭＳを設置することが望ましい。

また、ＤＥＭＳの数を増やすことで、グループｖＥＳ１に属するＥＳを増やすことも可能である。この場合、ＥＳ５１ｂ〜５ｍｂは、複数のＤＥＭＳのいずれか１つに属するようにする。

ただし、ＤＥＭＳが複数存在する場合、ＤＥＭＳ間にて同期をとった上で、電池制御システムとしての周波数変化率の測定機能等が担保されなければならない。

ＤＥＭＳが複数存在する場合、 複数のＤＥＭＳを集中制御方式で監視・制御部１ｂ（図２参照）が制御してもよいし、複数のＤＥＭＳが自律分散で動作してもよい。

また、ＤＥＭＳが複数存在し、ＤＥＭＳの各々が対応表を作成する場合、調整電力量ΔＰのうち、各ＤＥＭＳが分担する電力量ΔＰｂは、各ＤＥＭＳでのグループｖＥＳ１に属するＥＳの容量の総和の比に応じて決定されることが望ましい。

例えば、複数のＤＥＭＳのうちでグループｖＥＳ１に属するＥＳの容量の総和が大きいＤＥＭＳほど、電力量ΔＰｂを大きくする。ただし、この場合、グループｖＥＳ１に属するＥＳの容量の総和が、通信トラフィックの増減に起因する通信遅延の変動によって変わる可能性があるため、各ＤＥＭＳが分担する電力量ΔＰｂは、時間の経過とともに変化する。

また、上記実施形態において、中継ノード４は省略されてもよい。中継ノード４が省略された場合、電池制御装置５１〜５ｍは、通信ＮＷ３と接続する。

なお、ＤＥＭＳ２ｂまたは２ｂＡは、コンピュータにて実現されてもよい。この場合、コンピュータは、コンピュータにて読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）のような記録媒体に記録されたプログラムを読込み実行して、ＥＳ情報収集部２ｂ１、系統状態測定部２ｂ２、選択部２ｂ３または２ｂ３Ａ、および、指示制御部２ｂ４として機能する。記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭに限らず適宜変更可能である。

また、電池制御装置５１〜５ｍ内の制御部５ｂ２は、コンピュータにて実現されてもよい。この場合、コンピュータは、コンピュータにて読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムを読込み実行して、制御部５ｂ２として機能する。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１１年９月２２日に出願された日本出願特願２０１１−２０７３４１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１Ｘ 発電所
１Ｙ 中央給電指令所
１ａ 電力供給部
１ｂ 監視・制御部
２ 配電用変電所
２ａ 変圧器
２ｂ、２ｂＡ ＤＥＭＳ
２ｂ１ ＥＳ情報収集部
２ｂ２ 系統状態測定部
２ｂ３、２ｂ３Ａ 選択部
２ｂ３ａ 対応表作成部
２ｂ３ｂ、２ｂ３ｂＡ 電池選択部
２ｂ４ 指示制御部
２ｂ５ 通信部
３ 通信ＮＷ
４ 中継ノード
５１〜５ｍ 電池制御装置
５１ａ〜５ｍａ 通信端末
５１ｂ〜５ｍｂ、５ｂ ＥＳ
５ｂ１ 電池本体
５ｂ２ 制御部
６ 電力線

Claims (9)

1. 電力系統に接続された複数の電池の動作を制御する電池制御システムであって、
   前記電池の各々について、当該電池に対して前記電池制御システムが充電または放電を実行する旨の実行指示を出力してから当該電池が前記実行指示に応じた動作を実行するまでの時間である遅延時間を検出する検出手段と、
   前記電力系統での電力の周波数変化率を測定する測定手段と、
   前記周波数変化率と前記複数の電池の各々の遅延時間とに基づいて、前記複数の電池の中から、前記電力系統の電力を調整するための調整用電池を選択する選択手段と、を含む電池制御システム。
2. 前記選択手段は、前記複数の電池の中から前記遅延時間が短い電池を優先して前記調整用電池として選択し、さらに、前記周波数変化率の絶対値が大きくなるほど前記調整用電池の数を増やす、請求項１に記載の電池制御システム。
3. 前記選択手段は、
   前記複数の電池を、前記遅延時間の長さにて区分された複数のグループに分けるグループ分け手段と、
   前記複数のグループの中から前記遅延時間が短いグループを優先して調整用グループとして選択し、前記調整用グループ内の電池を前記調整用電池として選択する電池選択手段と、を含み、
   前記電池選択手段は、前記周波数変化率の絶対値が大きくなるほど、前記調整用グループの数を増やす、請求項１または２に記載の電池制御システム。
4. 前記検出手段は、前記電池の各々について、さらに、前記複数の電池の各々または前記複数の電池の各々に接続された機器の各々から、前記遅延時間とは異なる所定項目についての値を検出し、
   前記選択手段は、前記周波数変化率と前記複数の電池の各々の遅延時間と前記所定項目についての値とに基づいて、前記複数の電池の中から前記調整用電池を選択する、請求項１に記載の電池制御システム。
5. 前記選択手段は、
   前記複数の電池を、前記遅延時間の長さにて区分された複数のグループに分けるグループ分け手段と、
   前記複数のグループの中から前記遅延時間が短いグループを優先して調整用グループとして選択し、前記調整用グループのうち前記遅延時間が最も長い長時間グループに含まれる電池の中から、前記所定項目についての値に基づいて前記調整用電池を選択し、かつ、前記調整用グループのうち前記長時間グループ以外のグループが存在する場合には前記長時間グループ以外のグループに含まれる電池を、前記調整用電池として選択する電池選択手段と、を含み、
   前記電池選択手段は、前記周波数変化率の絶対値が大きくなるほど、前記調整用グループの数を増やす、請求項４に記載の電池制御システム。
6. 前記所定項目は、前記電池の最大充放電出力量、前記電池の残存する充放電容量、前記電池と前記電力系統との連系点の連系電圧、または、前記電池の最大充放電出力量と前記電池の放電レートとである、請求項４または５に記載の電池制御システム。
7. 前記測定手段は、さらに、前記周波数変化率に基づいて、前記電力系統で調整が必要となる調整電力量を算出する、請求項１から６のいずれか１項に記載の電池制御システム。
8. 電力系統に接続された複数の電池の動作を制御する電池制御システムでの電力制御方法であって、
   前記電池の各々について、当該電池に対して前記電池制御システムが充電または放電を実行する旨の実行指示を出力してから当該電池が前記実行指示に応じた動作を実行するまでの時間である遅延時間を検出し、
   前記電力系統での電力の周波数変化率を測定し、
   前記周波数変化率と前記複数の電池の各々の遅延時間とに基づいて、前記複数の電池の中から、前記電力系統の電力を調整するための調整用電池を選択する、電池制御方法。
9. コンピュータに、
   電力系統に接続された電池の各々について、当該電池に対して前記コンピュータが充電または放電を実行する旨の実行指示を出力してから当該電池が前記実行指示に応じた動作を実行するまでの時間である遅延時間を検出する検出手順と、
   前記電力系統での電力の周波数変化率を測定する測定手順と、
   前記周波数変化率と前記複数の電池の各々の遅延時間とに基づいて、前記複数の電池の中から、前記電力系統の電力を調整するための調整用電池を選択する選択手順と、を実行させるためのプログラム。

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