JP6040117B2 - 電力供給制御システム、電力供給制御方法、及び電力供給制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、電力供給対象装置への電力供給を制御する電力供給制御システム、電力供給制御方法、及び電力供給制御プログラムに関する。

従来、電力供給対象装置（ここでは一例として無線基地局）への電力を供給するシステムとして、図８に示されるようなシステム１００が知られている。このシステム１００では、通常時には、電力会社等の商用電源Ｅから供給される交流電力が、整流器１０１によって直流電力に変換された上で、無線基地局ＢＳに供給される。一方、停電時には、蓄電池１０２から無線基地局ＢＳに電力が供給される。

このような蓄電池を備えたシステムにおいて、蓄電池の充電量が過剰に消費されて所定量以下になると、当該システムのＣＰＵ等への電力供給が途絶され、当該システムは、シャットダウンしてしまい、蓄電池の充放電を自律的に制御できなくなってしまう。つまり、停電が回復して再度商用電力を無線基地局に供給可能になるまで、無線基地局を稼働させることができなくなる。

ところで、蓄電池が過放電状態に至る直前の状態であるか否かを検知し、過放電状態に至る直前の状態であると検知した場合には、蓄電池からの電力供給（放電）を行わないようにする方法が知られている（下記特許文献１参照）。

特開２０１２−１７５８０１号公報

しかしながら、蓄電池に蓄えられた電力は、無線基地局に供給される他、整流器出力のモニタリング（停電復旧の確認）及び蓄電池の充電可否のモニタリング等にも使用される。つまり、蓄電池は、無線基地局に電力を供給しないときも、上述のモニタリング等のための消費電力（最低消費電力）相当分の放電が必要となる。上記特許文献１では、このような蓄電池の最低消費電力については考慮されておらず、特に停電が長期化する場合において、蓄電池の充電量の過剰な消費を防止し、電力供給対象装置を断続的に稼働させるための具体的な方法については開示されていない。

そこで本発明は、停電が長期化する場合においても、電力供給対象装置を断続的に稼働させることができる電力供給制御システム、電力供給制御方法、及び電力供給制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る電力供給制御システムは、商用電源、蓄電池及び電力供給対象装置のそれぞれに接続され、商用電源又は蓄電池から電力供給対象装置への電力供給を制御する電力供給制御システムであって、所定の方法で発電した電力を蓄電池に供給することで蓄電池を充電する自立電源と、蓄電池の動作状態を制御する制御手段と、を備え、動作状態には、自立電源により充電する充電状態と、電力供給対象装置に電力を供給するための放電を行う放電状態と、充電状態及び放電状態のいずれでもないスタンバイ状態とが含まれ、制御手段は、放電状態において、自立電源による蓄電池の充電が可能になると推定された推定日時と、スタンバイ状態における単位時間当たりの蓄電池の放電量とに基づいて、推定日時において蓄電池の充電量を予め定められた下限値以上とするために動作状態をスタンバイ状態に切り替える必要があるか否かを判定し、動作状態をスタンバイ状態に切り替える必要があると判定した場合には、動作状態をスタンバイ状態に切り替え、制御手段は、スタンバイ状態において、自立電源による蓄電池の充電が可能か否かを判定し、自立電源による蓄電池の充電が可能と判定した場合には、動作状態を充電状態に切り替える。

本発明に係る電力供給制御方法は、商用電源、蓄電池及び電力供給対象装置のそれぞれに接続され、商用電源又は蓄電池から電力供給対象装置への電力供給を制御し、所定の方法で発電した電力を蓄電池に供給することで蓄電池を充電する自立電源と、蓄電池の動作状態を制御する制御手段と、を備える電力供給制御システムにより実行される電力供給制御方法であって、蓄電池の動作状態には、自立電源により充電する充電状態と、電力供給対象装置に電力を供給するための放電を行う放電状態と、充電状態及び放電状態のいずれでもないスタンバイ状態とが含まれ、停電発生時に、動作状態を放電状態にする放電ステップと、放電状態において、自立電源による蓄電池の充電が可能になると推定された推定日時と、スタンバイ状態における単位時間当たりの蓄電池の放電量とに基づいて、推定日時において蓄電池の充電量を予め定められた下限値以上とするために動作状態をスタンバイ状態に切り替える必要があるか否かを判定する第１判定ステップと、第１判定ステップにおいて、動作状態をスタンバイ状態に切り替える必要があると判定した場合には、動作状態をスタンバイ状態に切り替える第１切替ステップと、スタンバイ状態において、自立電源による蓄電池の充電が可能か否かを判定する第２判定ステップと、第２判定ステップにおいて、自立電源による蓄電池の充電が可能と判定された場合に、動作状態を充電状態に切り替える第２切替ステップと、を含む。

本発明に係る電力供給制御プログラムは、商用電源、蓄電池及び電力供給対象装置のそれぞれに接続され、商用電源又は蓄電池から電力供給対象装置への電力供給を制御し、所定の方法で発電した電力を蓄電池に供給することで蓄電池を充電する自立電源を備える電力供給制御システムに設けられたコンピュータを、蓄電池の動作状態を制御する制御手段として機能させるための電力供給制御プログラムであって、蓄電池の動作状態には、自立電源により充電する充電状態と、電力供給対象装置に電力を供給するための放電を行う放電状態と、充電状態及び放電状態のいずれでもないスタンバイ状態とが含まれ、制御手段は、放電状態において、自立電源による蓄電池の充電が可能になると推定された推定日時と、スタンバイ状態における単位時間当たりの蓄電池の放電量とに基づいて、推定日時において蓄電池の充電量を予め定められた下限値以上とするために動作状態をスタンバイ状態に切り替える必要があるか否かを判定し、動作状態をスタンバイ状態に切り替える必要があると判定した場合には、動作状態をスタンバイ状態に切り替え、制御手段は、スタンバイ状態において、自立電源による蓄電池の充電が可能か否かを判定し、自立電源による蓄電池の充電が可能と判定した場合には、動作状態を充電状態に切り替える。

このような形態では、停電発生後に蓄電池が電力供給対象装置に電力を供給するための放電を行っている放電状態において、蓄電池の充電が可能となる日時（推定日時）に蓄電池の充電量が下限値未満とならないように、蓄電池の動作状態をスタンバイ状態に切り替えることができる。そして、スタンバイ状態においては、自立電源による蓄電池の充電が可能となった際に、蓄電池の動作状態を充電状態に切り替えることができる。これにより、停電が長期化する場合であっても、蓄電池の充電量の過剰な消費を防止することで蓄電池が制御不能となる事態を回避し、蓄電池によって電力供給対象のシステムを断続的に稼働させることができる。

上記電力供給制御システムでは、制御手段は、停電発生後から所定期間が経過した時点において蓄電池の動作状態が放電状態である場合には、蓄電池の充電量が予め定めた所定量以上であるか否かを判定し、充電量が所定量以上である場合には、動作状態を放電状態のままとし、充電量が所定量未満である場合には、自立電源による蓄電池の充電が可能か否かを判定し、自立電源による蓄電池の充電が可能な場合には、動作状態を充電状態に切り替えてもよい。このように、停電発生後から所定期間が経過した時点において蓄電池の動作状態が放電状態である場合において蓄電池の充電量が不十分（所定量未満）であり且つ自立電源により蓄電池の充電が可能な場合に蓄電池を充電することで、スタンバイ状態に切り替えるまでの蓄電池の放電可能期間を長くすることができる。これにより、停電が長期化する場合において、電力供給対象装置の稼働率を高めることができる。

上記電力供給制御システムでは、自立電源は、太陽光発電装置であり、制御手段は、自立電源への日射強度に関する予測情報に基づいて推定日時を推定し、自立電源への日射強度に基づいて自立電源による蓄電池の充電が可能か否かを判定してもよい。このように、太陽光発電装置を自立電源として用いることで、環境に優しい電力供給制御システムを実現できる。また、この場合には、日射強度に関する情報に基づいて、放電状態からスタンバイ状態への切り替え、及び、放電状態又はスタンバイ状態からの充電状態への切り替えを適切に行うことができる。

上記電力供給制御システムでは、日射強度に関する予測情報は、自立電源の設置場所を含む地域における日の出予想時刻に関する情報及び地域における気象予報に関する情報の少なくとも一方の情報を含んでもよい。これにより、自立電源の設置場所を含む地域における日の出予想時刻に関する情報及び気象予報に関する情報の少なくとも一方の情報に基づいて、蓄電池を充電するのに十分な日射強度が得られる日時（推定日時）を精度良く推定することができる。

本発明によれば、停電が長期化する場合においても、電力供給対象のシステムを断続的に稼働させることができる。

本発明の実施形態に係る電力供給制御システムを含むシステム構成図である。 電力制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 電力供給制御システムの動作を示すフロー図である。 電力供給制御の第１の例に係る蓄電池の動作状態の時間変化を示す図である。 電力供給制御の第２の例に係る蓄電池の動作状態の時間変化を示す図である。 電力供給制御の第３の例に係る蓄電池の動作状態の時間変化を示す図である。 本発明の実施形態に係る電力供給制御プログラムの機能構成を示す図である。 従来の無線基地局向けの電力供給システムを示すブロック図である。

本発明に係る電力供給装置及び電力供給制御方法の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る電力供給制御システムを含むシステム構成図である。図１に示されるように、本実施形態に係る電力供給制御システム３は、商用電源Ｅ、蓄電池２及び無線基地局（電力供給対象装置）ＢＳのそれぞれに接続され、商用電源Ｅ又は蓄電池２から無線基地局ＢＳへの電力供給を制御するシステムである。

商用電源Ｅは、電力会社等から供給される商用電力の供給源である。通常時には、商用電源Ｅから供給される交流電力である商用電力は、整流器１によって直流電力に変換され、電力供給制御システム３を介して無線基地局ＢＳに供給される。

蓄電池２は、充電及び放電が可能に構成され、例えば停電時のバックアップ電源として利用される。具体的には、停電時等、商用電源Ｅからの電力を無線基地局ＢＳに供給することができないときには、蓄電池２に充電された電力が、電力供給制御システム３を介して無線基地局ＢＳに供給される。ただし、商用電源Ｅから無線基地局ＢＳへの電力供給が可能な場合であっても、蓄電池２から無線基地局ＢＳに電力供給を行う構成としてもよい。例えば日中の商用電力の使用料金を抑えるために、無線基地局ＢＳへの電力供給を極力蓄電池２により行う構成としてもよい。

蓄電池２には、過放電による蓄電池２の劣化等を防止するため、予めシャットダウン限界電圧が定められている。蓄電池２の充電量が減少し、蓄電池２内の電圧が当該シャットダウン限界電圧を下回ると、蓄電池２の動作を制御するシステムは、シャットダウンする。すなわち、後述する電力制御装置３４への蓄電池２からの電力供給が途絶え、それ以降、電力制御装置３４によって蓄電池２の充放電を自動的に制御することができなくなってしまう。つまり、蓄電池２による無線基地局ＢＳへの電力供給ができなくなるため、停電が回復して再度商用電源Ｅから無線基地局ＢＳへの電力供給が可能になるまで、蓄電池２による電力供給によって無線基地局ＢＳを稼働させることができなくなる。

無線基地局ＢＳは、移動通信事業者により設置される無線通信装置である。無線基地局ＢＳは、電波の発信又は受信を行うことにより、移動機端末との通信回線を確保する。本実施形態では、無線基地局ＢＳは、商用電源Ｅ又は蓄電池２から供給される電力によって稼働する。

電力供給制御システム３は、充放電回路３１と、太陽光発電装置（自立電源）３２と、制御回路３３と、電力制御装置３４とを備えている。

充放電回路３１は、蓄電池２に接続されており、電力制御装置３４からの制御信号を受信し、当該制御信号に基づいて蓄電池２の充電及び放電を制御可能（切替可能）に構成された電気回路である。また、充放電回路３１は、蓄電池２の充放電のいずれも行わないようにも制御可能に構成されている。充放電回路３１の物理的な構成は、上述の制御が可能なように構成されていれば、どのような構成であってもよい。

太陽光発電装置３２は、例えば屋外に設けられた一以上の太陽光パネルを備え、各パネルに照射された日光から光エネルギーを得て、当該光エネルギーを電気エネルギーに変換することにより発電する装置である。太陽光発電装置３２は、このような太陽光発電により発電した電力を蓄電池２に供給することで蓄電池２を充電する自立電源としての役割を有する装置である。太陽光発電装置３２は、例えば無線基地局ＢＳ又はその周辺に設置される。あるいは、停電時であっても蓄電池２及び無線基地局ＢＳ等に電力供給可能な電力網に接続されていれば、無線基地局ＢＳから離れた場所に設置されていてもよい。

制御回路３３は、太陽光発電装置３２に接続されており、電力制御装置３４からの制御信号を受信し、当該制御信号に基づいて太陽光発電装置３２により発電された電力の流れを制御する電気回路である。制御回路３３は、太陽光発電装置３２により発電された電力が充放電回路３１を介して蓄電池２に供給されるように制御可能に構成されている。なお、制御回路３３は、太陽光発電装置３２により発電された電力を直接無線基地局ＢＳに供給するように制御可能に構成されていてもよい。制御回路３３の物理的な構成は、少なくとも太陽光発電装置３２により発電された電力が充放電回路３１を介して蓄電池２に供給されるように制御可能に構成されていれば、どのような構成であってもよい。

電力制御装置３４は、充放電回路３１及び制御回路３３に制御信号を送出し、充放電回路３１及び制御回路３３を上述のように制御することで、電力供給制御システム３内の電力の流れを制御する装置である。電力制御装置３４は、通常時には、商用電源Ｅから供給される商用電力により動作させてもよいが、停電時には、蓄電池２から供給される電力により動作する。したがって、停電時において蓄電池２から電力制御装置３４に供給される電力が途絶すると、上述のとおり、電力制御装置３４は、シャットダウンしてしまう。

図２は、電力制御装置３４のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。電力制御装置３４は、物理的には、図２に示すように、１又は複数のＣＰＵ３４１と、主記憶装置であるＲＡＭ３４２及びＲＯＭ３４３と、入力デバイスであるキーボード及びマウス等の入力装置３４４と、ディスプレイ等の出力装置３４５と、ネットワークカード等のデータ送受信デバイスである通信モジュール３４６と、ハードディスクドライブ及び半導体メモリ等の補助記憶装置３４７とを含むコンピュータシステムとして構成されている。

電力制御装置３４の機能は、例えば、図２に示すＣＰＵ３４１、ＲＡＭ３４２等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ３４１の制御のもとで入力装置３４４、出力装置３４５、及び通信モジュール３４６を動作させると共に、ＲＡＭ３４２及び補助記憶装置３４７におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。以下、電力制御装置３４の機能について詳細に説明する。

電力制御装置３４は、上述したように充放電回路３１及び制御回路３３に制御信号を送出することで、充放電回路３１及び制御回路３３の動作を制御する。これにより、蓄電池２の動作状態が制御される。すなわち、本実施形態では、電力制御装置３４、充放電回路３１、及び制御回路３３は、蓄電池２の動作状態を制御する制御手段を構成する。以下、この制御手段による停電発生時における制御の内容について説明する。

電力制御装置３４は、停電発生を検知すると、蓄電池２に充電された電力が充放電回路３１を介して無線基地局ＢＳに供給されるように、充放電回路３１を制御する。ここで、蓄電池２に充電された電力が放電されて無線基地局ＢＳに電力が供給される蓄電池２の動作状態を指して、以下「放電状態」という。電力制御装置３４は、例えば、整流器１からの出力電圧を常時モニタリングし、出力電圧が所定の閾値以下となったことを検知することで、停電発生を検知することができる。

電力制御装置３４は、停電発生後の所定期間において、蓄電池２の動作状態を放電状態にするように充放電回路３１を制御する。これは、経験的に、停電は、蓄電池２の放電可能期間内、すなわち蓄電池２の充電量が比較的短時間内に解消されることが多いからである。したがって、上記制御によって停電発生後の所定期間は蓄電池２の放電を継続することで、無線基地局ＢＳへの電力供給を継続でき、無線基地局ＢＳの無用な稼働停止を防止することができる。

電力制御装置３４は、停電発生後の所定期間の経過後に、蓄電池２の充電量が予め定めた所定量（例えば最大充電量の５０％等）以上であるか否かを判定し、充電量が所定量以上である場合には、蓄電池２の動作状態を放電状態のままとする。一方、充電量が所定量未満である場合には、電力制御装置３４は、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能か否かを判定する。具体的には、電力制御装置３４は、例えば太陽光発電装置３２に設けられた太陽光パネルへの日射強度をモニタリングし、モニタリングされた日射強度が所定基準値以上であるか否かを判定することで、蓄電池２の充電が可能か否かを判定する。

蓄電池２の充電量が所定量未満であり且つ太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能な場合には、電力制御装置３４は、太陽光発電装置３２により発電された電力が制御回路３３及び充放電回路３１を介して蓄電池２に供給されるように、制御回路３３及び充放電回路３１を制御することで、蓄電池２を充電する。ここで、太陽光発電装置３２で発電された電力が蓄電池２に供給されて蓄電池２が充電される蓄電池２の動作状態を指して、以下「充電状態」という。一方、蓄電池２の充電量が所定量未満であっても、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能でない場合には、電力制御装置３４は、蓄電池２の動作状態を放電状態のままとする。

電力制御装置３４は、蓄電池２の動作状態が放電状態である場合において、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能になる日時（以下「推定日時」という）を推定する。ここで、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能か否かは、上述のように、太陽光発電装置３２に設けられた太陽光パネルへの日射強度に依存する。すなわち、太陽光パネルへの日射強度が所定基準値未満の状態から所定基準値以上の状態に変化し、それ以後も日射強度が所定基準値以上の状態が継続することが推定される日時が、上記推定日時となる。そこで、電力制御装置３４は、日射強度に関する予測情報に基づいて上記推定日時を推定することができる。ここで、日射強度に関する予測情報とは、例えば、太陽光発電装置３２の設置場所を含む地域における日の出予想時刻に関する情報及び上記地域における気象予報（天気予報ともいう）に関する情報等である。

一般に、翌日の日の出時刻が上記推定日時に一致することが期待される。したがって、電力制御装置３４は、例えば日の出予想時刻に関する情報に基づいて、翌日の日の出時刻を推定日時として得ることができる。また、電力制御装置３４は、例えば気象予報に関する情報に基づいて、天気が晴れの状態に変わることが予測される日時のうち最も早い日時を推定日時として得てもよい。このように、電力制御装置３４は、日の出予想時刻に関する情報及び気象予報に関する情報の少なくとも一方に基づいて推定日時を推定することで、精度よく推定日時を得ることができる。なお、実際には、翌日の日の出時刻となっても、そのときの天気が曇りや雨等であれば、日射強度は所定基準値以上とはならない。したがって、電力制御装置３４は、日の出予想時刻と共に気象予報に関する情報に基づいて推定日時を推定することで、より精度の高い推定日時を得ることができる。例えば、電力制御装置３４は、日の出予想時刻と共に気象予報に関する情報に基づいて推定日時を推定することで、単に日の出時刻を推定日時として得るのではなく、日の出時刻以後において天気が曇り又は雨の状態から晴れに変わることが予測される日時を推定日時として得ることができる。また、太陽光発電装置３２に設けられた太陽光パネルへの日射強度は、太陽光発電装置３２の周囲の建物状況にも依存する。すなわち、太陽光発電装置３２の周囲の建物によって日射が遮られ、太陽光パネルへの日射強度が所定基準値以上とならないような場合も考えられる。そこで、電力制御装置３４は、太陽光発電装置３２の周囲の建物状況を考慮して上記推定日時を推定してもよい。また、太陽光発電装置３２に設けられた太陽光パネルへの日射強度は、太陽の高度すなわち太陽光角度にも依存する。そこで、電力制御装置３４は、季節等の時期に関する情報に基づいて太陽光角度を推定し、当該太陽光角度に基づいて上記推定日時を推定してもよい。

上述のとおり、蓄電池２内の電圧がシャットダウン限界電圧を下回ると、蓄電池２の動作を制御する電力制御装置３４がシャットダウンし、それ以後蓄電池２による無線基地局ＢＳへの電力供給ができなくなってしまうという問題がある。この問題を回避するためには、蓄電池２の充電が可能になるまでに、蓄電池２の充電量がシャットダウン限界電圧に対応する充電量（下限値）未満とならないようにし、蓄電池２の充電が可能となってから、蓄電池２を充電すればよい。

ここで、蓄電池２の動作状態を充電及び放電のいずれも行われていない状態（スタンバイ状態）にしたとしても、上述のように、整流器１の出力電圧のモニタリング、太陽光パネルへの日射強度のモニタリング等のための放電が必要となる。

そこで、電力制御装置３４は、上記推定日時と、スタンバイ状態における単位時間当たりの蓄電池２の最低消費電力量（放電量）とに基づいて、推定日時において蓄電池２の充電量を上記下限値以上とするために蓄電池２の動作状態をスタンバイ状態に切り替える必要があるか否かを判定する。具体的には、電力制御装置３４は、推定日時と単位時間当たりの蓄電池２の最低消費電力量とに基づいて、推定日時よりも前の任意時点である判定時点において、推定日時における蓄電池２の充電量を上記下限値以上とするために蓄電池２が最低蓄えておかなければならない充電量を算出する。そして、電力制御装置３４は、当該判定時点における蓄電池２の実際の充電量が、算出された充電量以下であれば、蓄電池２の動作状態をスタンバイ状態に切り替える必要があると判定し、充放電回路３１を蓄電池２の充放電のいずれも行わないようにも制御する。これにより、蓄電池２の動作状態は、スタンバイ状態に切り替えられる。

電力制御装置３４は、蓄電池２の動作状態がスタンバイ状態である場合において、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能か否かを判定する。上述のとおり、電力制御装置３４は、例えば太陽光発電装置３２に設けられた太陽光パネルへの日射強度をモニタリングし、モニタリングされた日射強度が所定基準値以上であるか否かを判定することで、蓄電池２の充電が可能か否かを判定する。電力制御装置３４は、モニタリングされた日射強度が所定基準値以上である場合には、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能であると判定し、太陽光発電装置３２により発電された電力が制御回路３３及び充放電回路３１を介して蓄電池２に供給されるように、制御回路３３及び充放電回路３１を制御する。これにより、蓄電池２の動作状態は、充電状態に切り替えられる。

上述のとおり、電力制御装置３４は、常時整流器１の出力電圧をモニタリングしている。したがって、停電が復旧した際には、電力制御装置３４は、整流器１の出力電圧の上昇を検知することにより停電が復旧したことを検知する。電力制御装置３４は、停電が復旧したことを検知した場合には、商用電源Ｅからの商用電力を無線基地局ＢＳに供給するように電力供給を制御する。

次に、図３〜図６を用いて、電力供給制御システム３の動作を説明する。図３は、電力供給制御システム３の動作（本実施形態に係る電力供給制御方法を含む）を示すフロー図である。図４〜図６は、電力供給制御の第１〜第３の例に係る蓄電池２の動作状態の時間変化を示す図である。

図４〜図６において、充電量Ｃ１は、予め定めた所定量を示し、充電量Ｃ２は、蓄電池２のシャットダウン限界電圧に対応する充電量（下限値）を示す。時点ｔ０は、停電発生時点を示し、時点Ｔ１は、時点ｔ０から所定期間経過した時点を示し、時点Ｔ２は、推定日時を示す。

また、図４〜図６において、期間Ａは、停電発生後に蓄電池２の動作状態を放電状態とする所定期間である。期間Ｂは、停電発生後に所定期間が経過した後において蓄電池２の動作状態を放電状態とする期間である。期間Ｃは、蓄電池２の動作状態をスタンバイ状態とする期間である。期間Ｄは、蓄電池２の動作状態を充電状態とする期間である。

また、図４〜図６の充電量の推移を示す折れ線については、蓄電池２から無線基地局ＢＳへの電力供給が行われる放電状態においては実線で示し、蓄電池２から無線基地局ＢＳへの電力供給が行われない充電状態及びスタンバイ状態においては一点鎖線で示している。

［第１の例］
図３及び図４を用いて、第１の例に係る電力供給制御の動作及び蓄電池２の動作状態の時間変化について説明する。

電力制御装置３４は、時点ｔ０において停電が発生したことを検知すると、蓄電池２の動作状態を放電状態にする（ステップＳ１、放電ステップ）。続いて、電力制御装置３４は、時点ｔ０から所定期間経過したか否かを判定する（ステップＳ２）。電力制御装置３４は、時点ｔ０から時点Ｔ１までの間は、時点ｔ０から所定期間経過していないと判定し（ステップＳ２：ＮＯ）、蓄電池２の動作状態を引き続き放電状態とする（ステップＳ１）。一方、電力制御装置３４は、時点Ｔ１経過時に、時点ｔ０から所定期間経過したと判定し（ステップＳ２：ＹＥＳ）、蓄電池２の充電量が充電量Ｃ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

第１の例では、図４に示されるように、時点Ｔ１における蓄電池２の充電量は充電量Ｃ１以上であるため、電力制御装置３４は、蓄電池２の動作状態を引き続き放電状態のままとする（ステップＳ３：ＹＥＳ、ステップＳ４）。

続いて、電力制御装置３４は、時点Ｔ２（推定日時）と、スタンバイ状態における単位時間当たりの蓄電池２の放電量とに基づいて、時点Ｔ２において蓄電池２の充電量を充電量Ｃ２以上とするために蓄電池２の動作状態をスタンバイ状態に切り替える必要があるか否かを判定する（ステップＳ５、第１判定ステップ）。ここで、図４に示される時点ｔ１１は、時点Ｔ２において蓄電池２の充電量を充電量Ｃ２以上とするために、遅くともスタンバイ状態に切り替えなければならない時点を示す。つまり、時点ｔ１１は、蓄電池２に実際に蓄えられている充電量と、時点Ｔ２における蓄電池２の充電量を充電量Ｃ２以上とするために蓄電池２に最低蓄えておかなければならない充電量とが一致する時点を示す。

電力制御装置３４は、時点Ｔ１から時点ｔ１１までの間は、蓄電池２の動作状態をスタンバイ状態に切り替える必要はないと判定し（ステップＳ５：ＮＯ）、蓄電池２の動作状態を放電状態のままとする（ステップＳ４）。一方、電力制御装置３４は、時点ｔ１１経過時には、蓄電池２の動作状態をスタンバイ状態に切り替える必要があると判定し（ステップＳ５：ＹＥＳ）、蓄電池２の動作状態をスタンバイ状態に切り替える（ステップＳ６、第１切替ステップ）。

続いて、電力制御装置３４は、太陽光パネルへの日射強度が予め定めた所定基準値以上である（日射強度条件を満たす）か否かを判定することで、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能か否かを判定する（ステップＳ７、第２判定ステップ）。ここでは、時点ｔ１１から時点Ｔ２までの間は日射強度条件を満たさず、時点Ｔ２において日射強度条件を満たすようになるとする。この場合、電力制御装置３４は、時点ｔ１１から時点Ｔ２までの間は、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能でないと判定し（ステップＳ７：ＮＯ）、蓄電池２の動作状態を引き続きスタンバイ状態のままとする。一方、電力制御装置３４は、時間が時点Ｔ２となり日射強度条件を満たすようになった場合には、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能であると判定し（ステップＳ７：ＹＥＳ）、蓄電池２の動作状態を充電状態に切り替える（ステップＳ８、第２切替ステップ）。

電力制御装置３４は、ステップＳ８で蓄電池２の動作状態を充電状態に切り替えた後は、蓄電池２の充電量が充電量Ｃ１以上となるまで蓄電池２を充電状態のままとする（ステップＳ３：ＮＯ、ステップＳ９：ＹＥＳ、ステップＳ８）。電力制御装置３４は、例えば時点ｔ１２において、蓄電池２の充電量が充電量Ｃ１となったことを確認すると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、再度蓄電池２の動作状態を放電状態に切り替え（ステップＳ４）、再度スタンバイ状態への切り替えが必要となる時点ｔ１３まで放電状態を継続する。

第１の例においては、時点ｔ１１から時点ｔ１２までの間は、蓄電池２による無線基地局ＢＳへの電力供給が停止するため、無線基地局ＢＳの通信サービスは停止してしまう。しかし、蓄電池２の充電量が下限値である充電量Ｃ２未満とならないように蓄電池２の動作状態を制御することで、電力制御装置３４のシャットダウンを回避し、停電期間が長期化する場合においても、無線基地局ＢＳを断続的に稼働させることができる。例えば第１の例では、時点ｔ１１から時点ｔ１２までの不稼働期間を挟んで、時点ｔ０から時点ｔ１１までの期間及び時点ｔ１２から時点ｔ１３までの期間において、無線基地局ＢＳを稼働させることができる。

なお、蓄電池２の動作状態が充電状態である場合であって、太陽光発電装置３２による発電量に余裕がある場合には、電力制御装置３４は、太陽光発電装置３２により発電された電力のうち蓄電池２の充電に必要な電力以外の電力を無線基地局ＢＳに供給するように電力制御を行ってもよい。

［第２の例］
次に、図３及び図５を用いて、第２の例に係る電力供給制御の動作及び蓄電池２の動作状態の時間変化について説明する。第２の例は、停電発生時から所定期間経過した時点Ｔ１における蓄電池２の充電量が充電量Ｃ１未満となる点で、第１の例とは異なる。

電力制御装置３４は、時点ｔ０において停電が発生したことを検知すると、蓄電池２の動作状態を放電状態にする（ステップＳ１、放電ステップ）。続いて、電力制御装置３４は、時点ｔ０から所定期間経過したか否かを判定する（ステップＳ２）。電力制御装置３４は、時点ｔ０から時点Ｔ１までの間は、時点ｔ０から所定期間経過していないと判定し（ステップＳ２：ＮＯ）、蓄電池２の動作状態を引き続き放電状態とする（ステップＳ１）。一方、電力制御装置３４は、時点Ｔ１経過時に、時点ｔ０から所定期間経過したと判定し（ステップＳ２：ＹＥＳ）、蓄電池２の充電量が充電量Ｃ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

第２の例では、図５に示されるように、時点Ｔ１における蓄電池２の充電量は充電量Ｃ１未満であるため、電力制御装置３４は、日射強度条件を満たすか否かを判定することで、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能か否かを判定する（ステップＳ３：ＮＯ、ステップＳ９）。ここで、第２の例では、時点Ｔ１において日射強度条件を満たすものとする。したがって、電力制御装置３４は、時点Ｔ１において、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能であると判定し（ステップＳ９：ＹＥＳ）、蓄電池２の動作状態を充電状態に切り替える（ステップＳ８）。

続いて、電力制御装置３４は、ステップＳ８で蓄電池２の動作状態を充電状態に切り替えた後は、蓄電池２の充電量が充電量Ｃ１以上となるまで蓄電池２を充電状態のままとする（ステップＳ３：ＮＯ、ステップＳ９：ＹＥＳ、ステップＳ８）。電力制御装置３４は、例えば時点ｔ２１において、蓄電池２の充電量が充電量Ｃ１以上となったことを確認すると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、再度蓄電池２の動作状態を放電状態に切り替え（ステップＳ４）、スタンバイ状態への切り替えが必要となる時点ｔ２２まで放電状態を継続する。

第２の例における時点ｔ２２以降の動作は、第１の例における時点ｔ１１以降の動作と同様であるため、説明を省略する。すなわち、図５における時点ｔ２２，ｔ２３，ｔ２４はそれぞれ、図４における時点ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３に対応している。

第２の例においては、時点Ｔ１において充電量が不十分（所定量未満）であり且つ太陽光発電装置３２により蓄電池２の充電が可能な場合に蓄電池２を充電する。これにより、蓄電池２の動作状態をスタンバイ状態に切り替えるまでの蓄電池２の放電可能期間（図５における時点ｔ２１から時点ｔ２２までの期間）を、そのまま放電状態を継続させた場合（後述する図６における時点Ｔ１から時点ｔ３１までの期間を参照）よりも長くすることができる。したがって、停電が長期化する場合において、無線基地局ＢＳの稼働率を高めることができる。

［第３の例］
次に、図３及び図６を用いて、第３の例に係る電力供給制御の動作及び蓄電池２の動作状態の時間変化について説明する。第３の例は、時点Ｔ１において太陽光発電装置３２により蓄電池２の充電が可能でない点で、第２の例とは異なる。

電力制御装置３４は、時点ｔ０において停電が発生したことを検知すると、蓄電池２の動作状態を放電状態にする（ステップＳ１、放電ステップ）。続いて、電力制御装置３４は、時点ｔ０から所定期間経過したか否かを判定する（ステップＳ２）。電力制御装置３４は、時点ｔ０から時点Ｔ１までの間は、時点ｔ０から所定期間経過していないと判定し（ステップＳ２：ＮＯ）、蓄電池２の動作状態を引き続き放電状態とする（ステップＳ１）。一方、電力制御装置３４は、時点Ｔ１経過時に、時点ｔ０から所定期間経過したと判定し（ステップＳ２：ＹＥＳ）、蓄電池２の充電量が充電量Ｃ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

第３の例では、図６に示されるように、時点Ｔ１における蓄電池２の充電量は充電量Ｃ１未満であるため、電力制御装置３４は、日射強度条件を満たすか否かを判定することで、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能か否かを判定する（ステップＳ３：ＮＯ、ステップＳ９）。第３の例では、上述のとおり、時点Ｔ１において日射強度条件を満たさない。したがって、電力制御装置３４は、時点Ｔ１において、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能でないと判定し（ステップＳ９：ＮＯ）、蓄電池２の動作状態を引き続き放電状態のままとする（ステップＳ４）。

続いて、電力制御装置３４は、ステップＳ８で蓄電池２の動作状態を充電状態に切り替えた後は、蓄電池２の充電量が充電量Ｃ１以上となるまで蓄電池２を充電状態のままとする（ステップＳ３：ＮＯ、ステップＳ９：ＹＥＳ、ステップＳ８）。電力制御装置３４は、例えば時点ｔ２１において、蓄電池２の充電量が充電量Ｃ１以上となったことを確認すると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、再度蓄電池２の動作状態を放電状態に切り替え（ステップＳ４）、スタンバイ状態への切り替えが必要となる時点ｔ２２まで放電状態を継続する。

第３の例における時点Ｔ１以降の動作は、第１の例における時点Ｔ１以降の動作と同様であるため、説明を省略する。すなわち、図６における時点ｔ３１，ｔ３２，ｔ３３はそれぞれ、図４における時点ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３に対応している。

以上述べた電力供給制御システム３によれば、停電発生後に蓄電池２の動作状態が放電状態となっている場合において、推定日時（図４〜図６における時点Ｔ２）に蓄電池２の充電量が下限値（図４〜図６における充電量Ｃ２）未満とならないように、蓄電池２の動作状態をスタンバイ状態に切り替えることができる。そして、スタンバイ状態においては、太陽光発電装置３２による蓄電池２の充電が可能となった際に、蓄電池２の動作状態を充電状態に切り替えることができる。これにより、停電が長期化する場合であっても、蓄電池２の充電量の過剰な消費を防止することで蓄電池２が制御不能となる事態（電力制御装置３４のシャットダウン等）を回避し、蓄電池２によって無線基地局ＢＳを断続的に稼働させることができる。

また、太陽光発電装置３２を自立電源として用いることで、環境に優しい電力供給制御システム３を実現できる。また、この場合には、太陽光発電装置３２の設置場所を含む地域における日の出予想時刻及び気象予報等の情報に基づいて、蓄電池を充電するのに十分な日射強度が得られる日時（推定日時）を精度良く推定することで、放電状態からスタンバイ状態への切り替え、及び、放電状態又はスタンバイ状態からの充電状態への切り替えを適切に行うことができる。

次に、図７を用いて、本発明の一実施形態に係る電力供給制御プログラムＰ１について説明する。電力供給制御プログラムＰ１は、電力供給制御システム３に設けられたコンピュータを電力制御装置３４として機能させるためのプログラムである。図７は、電力供給制御プログラムＰ１のモジュールを示すブロック図である。図７に示されるように、電力供給制御プログラムＰ１は、制御モジュールＰ１１を備える。制御モジュールＰ１１が実行されることにより実現される機能は、上述した電力制御装置３４の機能と同様である。

このように構成された電力供給制御プログラムＰ１は、例えばＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ等の記録媒体に記憶され、電力制御装置３４として用いられるコンピュータにより実行される。具体的には、当該コンピュータは、例えばＣＤ−ＲＯＭドライブ及びＤＶＤドライブ等の記録媒体読取部を備えている。記録媒体読取部に記録媒体が挿入されると、当該コンピュータは、記録媒体読取部から記録媒体に格納された電力供給制御プログラムＰ１にアクセス可能となる。そして、電力供給制御プログラムＰ１を当該コンピュータに実行させることによって、当該コンピュータを、電力制御装置３４として動作させることが可能となる。

なお、電力供給制御プログラムＰ１は、搬送波に重畳されたデータ信号としてネットワークを介して提供されるものであってもよい。この場合、電力制御装置３４として用いられるコンピュータは、通信モジュール３４６によって受信した電力供給制御プログラムＰ１をＣＰＵ３４１又はＲＡＭ３４２に格納することにより、電力供給制御プログラムＰ１を実行することができる。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形が可能である。

本実施形態では、停電発生後に所定期間が経過するまでは、電力制御装置３４は、蓄電池２の動作状態を放電状態とするように制御するものとした。また、停電発生後に所定期間が経過した後に、電力制御装置３４は、蓄電池２の充電量が所定量以上か否かを判定し、その判定結果によって異なる制御フローを実施するものとした。しかし、本実施形態において、これらの制御を省略しても、本発明の効果を得ることができる。すなわち、停電が長期化する場合において、蓄電池２の充電量の過剰な消費を防止することで蓄電池２が制御不能となる事態を回避し、蓄電池２によって無線基地局ＢＳを断続的に稼働させることができる。

また、本実施形態において、自立電源として用いた太陽光発電装置３２が、蓄電池２への供給電力を確保でき且つ無線基地局ＢＳへの供給電力を上回る発電を行うことが可能な場合には、電力制御装置３４は、図４〜図６における期間Ｄにおいて、蓄電池２の動作状態を充電状態とすると共に太陽光発電装置３２により発電された余剰電力を無線基地局ＢＳに供給するように電力供給を制御してもよい。

また、本実施形態では、蓄電池２を充電するための自立電源として太陽光発電装置３２を用いたが、自立電源は、商用電源Ｅとは独立した電源であればよく、太陽光発電装置３２に限定されない。例えば、風力発電装置等、太陽光発電装置３２以外のエコ発電装置を自立電源として用いてもよい。

また、本実施形態では、電力供給対象装置として無線基地局ＢＳを例に挙げたが、本発明に係る電力供給制御システムは、無線基地局ＢＳ以外の装置等への電力供給を制御するものとして構成されてもよい。

また、電力供給制御システム３は、複数の蓄電池と接続されていてもよい。一例として２個の蓄電池（第一の蓄電池、第二の蓄電池）を備える場合について説明する。この場合、例えば、電力制御装置３４は、停電検知後、第一の蓄電池に制御信号を送出し、所定の期間、第一の蓄電池のみを放電状態とし、上述した蓄電池２の動作状態の制御と同様の制御によって、第一の蓄電池をスタンバイ状態に遷移させる必要があるか判定する。そして、電力制御装置３４は、スタンバイ状態に遷移させる必要があると判定した場合には、第二の蓄電池に制御信号を送出し、第二の蓄電池の動作状態を放電状態に遷移させると共に、第一の蓄電池に制御信号を送出し、第一の蓄電池の動作状態をスタンバイ状態に遷移させてもよい。このように、複数の蓄電池の動作状態を順次切り替えることによって、より長期間の無線基地局ＢＳへの電力供給が可能となる。

１，１０１…整流器、２，１０２…蓄電池、３…電力供給制御システム、３１…充放電回路、３２…自立電源、３３…制御回路、３４…電力制御装置、３４１…ＣＰＵ、３４２…ＲＡＭ、３４３…ＲＯＭ、３４４…入力装置、３４５…出力装置、３４６…通信モジュール、３４７…補助記憶装置、Ｅ…商用電源、ＢＳ…無線基地局（電力供給対象装置）、Ｐ１…電力供給制御プログラム、Ｐ１１…制御モジュール。

Claims (6)

1. 商用電源、蓄電池及び電力供給対象装置のそれぞれに接続され、前記商用電源又は前記蓄電池から前記電力供給対象装置への電力供給を制御する電力供給制御システムであって、
   所定の方法で発電した電力を前記蓄電池に供給することで前記蓄電池を充電する自立電源と、
   前記蓄電池の動作状態を制御する制御手段と、を備え、
   前記動作状態には、前記自立電源により充電する充電状態と、前記電力供給対象装置に電力を供給するための放電を行う放電状態と、前記充電状態及び前記放電状態のいずれでもないスタンバイ状態とが含まれ、
   前記制御手段は、前記放電状態において、前記自立電源による前記蓄電池の充電が可能になると推定された推定日時と、前記スタンバイ状態における単位時間当たりの前記蓄電池の放電量とに基づいて、前記推定日時において前記蓄電池の充電量を予め定められた下限値以上とするために前記動作状態を前記スタンバイ状態に切り替える必要があるか否かを判定し、前記動作状態を前記スタンバイ状態に切り替える必要があると判定した場合には、前記動作状態を前記スタンバイ状態に切り替え、
   前記制御手段は、前記スタンバイ状態において、前記自立電源による前記蓄電池の充電が可能か否かを判定し、前記自立電源による前記蓄電池の充電が可能と判定した場合には、前記動作状態を前記充電状態に切り替える、
   電力供給制御システム。
2. 前記制御手段は、停電発生後から所定期間が経過した時点において前記蓄電池の前記動作状態が前記放電状態である場合には、前記蓄電池の充電量が予め定めた所定量以上であるか否かを判定し、前記充電量が前記所定量以上である場合には、前記動作状態を前記放電状態のままとし、前記充電量が前記所定量未満である場合には、前記自立電源による前記蓄電池の充電が可能か否かを判定し、前記自立電源による前記蓄電池の充電が可能な場合には、前記動作状態を前記充電状態に切り替える、
   請求項１記載の電力供給制御システム。
3. 前記自立電源は、太陽光発電装置であり、
   前記制御手段は、前記自立電源への日射強度に関する予測情報に基づいて前記推定日時を推定し、前記自立電源への日射強度に基づいて前記自立電源による前記蓄電池の充電が可能か否かを判定する、
   請求項１又は２記載の電力供給制御システム。
4. 前記日射強度に関する予測情報は、前記自立電源の設置場所を含む地域における日の出予想時刻に関する情報及び前記地域における気象予報に関する情報の少なくとも一方の情報を含む、
   請求項３記載の電力供給制御システム。
5. 商用電源、蓄電池及び電力供給対象装置のそれぞれに接続され、前記商用電源又は前記蓄電池から前記電力供給対象装置への電力供給を制御し、所定の方法で発電した電力を前記蓄電池に供給することで前記蓄電池を充電する自立電源と、前記蓄電池の動作状態を制御する制御手段と、を備える電力供給制御システムにより実行される電力供給制御方法であって、
   前記蓄電池の動作状態には、前記自立電源により充電する充電状態と、前記電力供給対象装置に電力を供給するための放電を行う放電状態と、前記充電状態及び前記放電状態のいずれでもないスタンバイ状態とが含まれ、
   停電発生時に、前記動作状態を前記放電状態にする放電ステップと、
   前記放電状態において、前記自立電源による前記蓄電池の充電が可能になると推定された推定日時と、前記スタンバイ状態における単位時間当たりの前記蓄電池の放電量とに基づいて、前記推定日時において前記蓄電池の充電量を予め定められた下限値以上とするために前記動作状態を前記スタンバイ状態に切り替える必要があるか否かを判定する第１判定ステップと、
   前記第１判定ステップにおいて、前記動作状態を前記スタンバイ状態に切り替える必要があると判定した場合には、前記動作状態を前記スタンバイ状態に切り替える第１切替ステップと、
   前記スタンバイ状態において、前記自立電源による前記蓄電池の充電が可能か否かを判定する第２判定ステップと、
   前記第２判定ステップにおいて、前記自立電源による前記蓄電池の充電が可能と判定された場合に、前記動作状態を前記充電状態に切り替える第２切替ステップと、を含む、
   電力供給制御方法。
6. 商用電源、蓄電池及び電力供給対象装置のそれぞれに接続され、前記商用電源又は前記蓄電池から前記電力供給対象装置への電力供給を制御し、所定の方法で発電した電力を前記蓄電池に供給することで前記蓄電池を充電する自立電源を備える電力供給制御システムに設けられたコンピュータを、前記蓄電池の動作状態を制御する制御手段として機能させるための電力供給制御プログラムであって、
   前記蓄電池の動作状態には、前記自立電源により充電する充電状態と、前記電力供給対象装置に電力を供給するための放電を行う放電状態と、前記充電状態及び前記放電状態のいずれでもないスタンバイ状態とが含まれ、
   前記制御手段は、前記放電状態において、前記自立電源による前記蓄電池の充電が可能になると推定された推定日時と、前記スタンバイ状態における単位時間当たりの前記蓄電池の放電量とに基づいて、前記推定日時において前記蓄電池の充電量を予め定められた下限値以上とするために前記動作状態を前記スタンバイ状態に切り替える必要があるか否かを判定し、前記動作状態を前記スタンバイ状態に切り替える必要があると判定した場合には、前記動作状態を前記スタンバイ状態に切り替え、
   前記制御手段は、前記スタンバイ状態において、前記自立電源による前記蓄電池の充電が可能か否かを判定し、前記自立電源による前記蓄電池の充電が可能と判定した場合には、前記動作状態を前記充電状態に切り替える、
   電力供給制御プログラム。

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