JP6206396B2 - 調整機器制御システム、調整機器制御方法、およびプログラム - Google Patents

調整機器制御システム、調整機器制御方法、およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、調整機器制御システム、調整機器制御方法および記録媒体に関し、特には、電力系統での電力需給バランスを調整するための複数の調整機器を制御する調整機器制御システム、調整機器制御方法および記録媒体に関する。
電力系統において電力需給バランスを調整する手法としては、火力発電の出力を制御する手法や、火力発電の出力を制御しつつ揚水式発電を適宜実施する手法がとられていた。
しかし今後、発電量が天候に依存する太陽光発電や風力発電等の再生可能電源が分散電源として電力系統に組み込まれていくと、この分散電源が、電力需給バランスを悪化させる恐れがある。
分散電源に起因する電力需給のアンバランスを補償するためには、火力発電や揚水式発電を用いた電力需給調整手法だけでは不十分となる恐れがある。このため、新たな電力需給調整手法が必要とされてきている。
新たな電力需給調整手法としては、電力系統の配電網に連系している“蓄電池”や“電気自動車（ＥＶ）”や“ヒートポンプ給湯器（ＨＰ）”等の機器（以下「電力機器」と称する）を、電力需給のバランスを調整するための調整機器として用いる手法が考えられる。
特許文献１には、電力機器である需要家側の二次電池（ＥＳ）を、電力需給のバランスを調整するための調整機器として用いて、電力需給バランスを調整する電力系統制御装置が記載されている。
特開２００６−９４６４８号公報
調整機器は、使用状況に応じて性能が変化する。
例えば、調整機器は、使用されると劣化が進行し、劣化の進行に応じて性能が悪化する。調整機器の劣化の進行の程度は、電力需給バランスを調整するために調整機器が調整する電力量の大きさや調整機器の状態（例えば、温度）に応じて変動する。なお、調整機器の性能の変化は、調整機器の劣化以外の特性にも依存する。
このため、電力需給バランスを調整するために使用される複数の調整機器の性能の変化量を抑制するように、複数の調整機器に電力を割り当てる手法が望まれる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調整機器制御システム、調整機器制御方法および記録媒体を提供することである。
本発明の調整機器制御システムは、電力系統での電力需給バランスを調整するための複数の調整機器の動作を制御する調整機器制御システムであって、
前記調整機器ごとに、当該調整機器の状態と当該調整機器が受け持つ電力量と当該調整機器の性能の変化量との相関関係を表す相関情報を記憶する記憶手段と、
各調整機器の状態を表す状態情報と、前記電力需給バランスの調整に必要な調整電力量を表す電力情報と、を受け付け、前記各調整機器の状態が前記状態情報にて表された状態であり前記各調整機器が受け持つ電力量の合計値が前記調整電力量になる状況で前記各調整機器の性能の変化量の合計値が最も小さくなるように、前記各調整機器が受け持つ電力量を、前記相関情報と前記状態情報と前記電力情報とに基づいて決定する決定手段と、
前記決定手段の決定結果に基づいて前記各調整機器の動作を制御する制御手段と、を含む。
本発明の調整機器制御方法は、電力系統での電力需給バランスを調整するための複数の調整機器の動作を制御する調整機器制御システムでの調整機器制御方法であって、
前記調整機器ごとに、当該調整機器の状態と当該調整機器が受け持つ電力量と当該調整機器の性能の変化量との相関関係を表す相関情報を記憶手段に記憶し、
各調整機器の状態を表す状態情報と、前記電力需給バランスの調整に必要な調整電力量を表す電力情報と、を受け付け、前記各調整機器の状態が前記状態情報にて表された状態であり前記各調整機器が受け持つ電力量の合計値が前記調整電力量になる状況で前記各調整機器の性能の変化量の合計値が最も小さくなるように、前記各調整機器が受け持つ電力量を、前記相関情報と前記状態情報と前記電力情報とに基づいて決定し、
前記決定の結果に基づいて前記各調整機器の動作を制御する。
本発明のプログラムは、コンピュータに、
電力系統での電力需給バランスを調整するための複数の調整機器の各々について、当該調整機器の状態と当該調整機器が受け持つ電力量と当該調整機器の性能の変化量との相関関係を表す相関情報を記憶手段に記憶する記憶手順と、
各調整機器の状態を表す状態情報と、前記電力需給バランスの調整に必要な調整電力量を表す電力情報と、を受け付け、前記各調整機器の状態が前記状態情報にて表された状態であり前記各調整機器が受け持つ電力量の合計値が前記調整電力量になる状況で前記各調整機器の性能の変化量の合計値が最も小さくなるように、前記各調整機器が受け持つ電力量を、前記相関情報と前記状態情報と前記電力情報とに基づいて決定する決定手順と、
前記決定の結果に基づいて前記各調整機器の動作を制御する制御手順と、を実行させる。
本発明によれば、電力需給バランスを調整するために使用される複数の調整機器の性能の変化を抑制することが可能になる。
本発明の第１実施形態の調整機器制御システムを採用した電力制御システムを示した図である。 温度T0が１５、２０、２５度のときのDkの値の例を示した図である。 電力制御システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 記憶部５２と決定部５３と制御部５４からなる電池管理部５を示した図である。 本発明の第２実施形態の調整機器制御システムを採用した電力制御システムを示した図である。 温度SoC0が０．５、０．６、０．７のときのDkの値の例を示した図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の調整機器制御システムを採用した電力制御システムを示した図である。
図１において、電力制御システムは、電力系統１と、電力線２と、蓄電池システム３１〜３ｎ（ｎは２以上の整数）と、ＥＭＵ（Energy Management Unit：エネルギ管理部）４と、電池管理部５と、を含む。
電力系統１は、電力を需要家側へ供給するためのシステムであり、例えば、火力発電所等の発電所、再生可能電源および変圧器を含む。電力系統１は、発電所や再生可能電源からの発電電力を、変圧器を介して電力線２に供給する。なお、一般的に、電力系統１には電力線２が含まれるが、図１では、説明の簡略化を図るため、電力系統１と電力線２とを別々に示している。
蓄電池システム３１〜３ｎは、電力系統１での電力需給バランスを調整するために使用される。例えば、蓄電池システム３１〜３ｎは、それぞれ、需要家にて管理される。なお、蓄電池システム３１〜３ｎのいくつかは、電力供給側で管理されてもよい。
蓄電システム３１〜３ｎは、それぞれ、通信部３０１と、ＥＳ（エネルギーストレージ）３０２と、インバータ３０３と、ＢＭＵ（Battery Management Unit：電池管理部）３０４と、温度検出部３０４ａおよび３０４ｂと、を含む。図１では、通信部３０１とＥＳ３０２とインバータ３０３とＢＭＵ３０４と温度検出部３０４ａおよび３０４ｂについては、蓄電池システム３１内のものが示されている。
以下、蓄電池システム３１内の通信部３０１とＥＳ３０２とインバータ３０３とＢＭＵ３０４と温度検出部３０４ａおよび３０４ｂについて説明する。
通信部３０１は、電池管理部５と通信する。
ＥＳ３０２は、調整機器の一例である。
ＥＳ３０２は、例えば、定置用蓄電池または電気自動車内の二次電池である。ＥＳ３０２は、例えば、リチウムイオン二次電池である。なお、ＥＳ３０２は、リチウムイオン二次電池に限らず、蓄電池であればよい。
インバータ３０３は、ＥＳ３０２の充電時には、電力線２からの交流電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧でＥＳ３０２を充電する。また、インバータ３０３は、ＥＳ３０２の放電時には、ＥＳ３０２からの直流電圧を交流電圧に変換し、その交流電圧を電力線２に供給してＥＳ３０２を放電する。
ＢＭＵ３０４は、電池管理部５からの動作指示に従ってインバータ３０３を制御して、ＥＳ３０２の充電および放電を制御する。
また、ＢＭＵ３０４は、ＥＳ３０２の温度T0を検出する温度検出部３０４ａの検出結果と、ＥＳ３０２の周囲の温度TE（ＥＳ３０２の置かれている環境の温度）を検出する温度検出部３０４ｂの検出結果とを、通信部３０１を介して電池管理部５に送信する。
また、ＢＭＵ３０４は、蓄電池システム３１内のＥＳ３０２の初期からの容量低減量Dtotal,kを算出し管理する。ＢＭＵ３０４は、容量低減量Dtotal,kを、通信部３０１を介して電池管理部５に送信する。なお、ＥＳ３０２の初期からの容量低減量Dtotal,kを算出する技術は公知技術であるため、詳細な説明は省略する。
ＥＳ３０２の温度T0とＥＳ３０２の周囲の温度TEとＥＳ３０２の容量低減量Dtotal,kは、ＥＳ３０２の状態の一例である。
蓄電池システム３１以外の各蓄電池システム（以下「蓄電池システム３ａ」と称する）内の通信部３０１とＥＳ３０２とインバータ３０３とＢＭＵ３０４と温度検出部３０４ａおよび３０４ｂについての説明は、上述した蓄電池システム３１内の通信部３０１とＥＳ３０２とインバータ３０３とＢＭＵ３０４と温度検出部３０４ａおよび３０４ｂについての説明のうち「蓄電池システム３１」という語句を「蓄電池システム３ａ」と読み替えればよい。
ＥＭＵ４は、電力需給バランスの調整に必要な調整電力量Ptを算出する。例えば、ＥＭＵ４は、予め算出または提供された今後の予想総需要曲線に、ピークカット処理の有無判断の基準となる基準閾値を超える部分（以下「ピークカット対象部分」と称する）が存在すると、そのピークカット対象部分に対応する電力量を、調整電力量Ptとして算出する。
本実施形態では、ＥＭＵ４は、電力需給バランスを調整するために電力需要が必要な場合には、調整電力量Ptの値を正の値とし、電力需給バランスを調整するために電力供給が必要な場合には、調整電力量Ptの値を負の値とする。
ＥＭＵ４は、調整電力量Ptを表す電力情報を、電池管理部５に送信する。
本実施形態では、ＥＭＵ４は、Δｔ時間経過するごとに、調整電力量Ptを算出し調整電力量Ptを表す電力情報を電池管理部５に送信する。
電池管理部５は、調整機器制御システムの一例である。
電池管理部５は、電力系統１での電力需給バランスを調整するために、蓄電池システム３１〜３ｎの動作、さらに言えば、各ＥＳ３０２の動作を制御する。
電池管理部５は、通信部５１と、記憶部５２と、決定部５３と、制御部５４と、を含む。
通信部５１は、蓄電池システム３１〜３ｎの各々と通信する。
通信部５１は、例えば、蓄電池システム３１〜３ｎの各々から、ＥＳ３０２の温度T0の検出結果と、ＥＳ３０２の周囲の温度TEの検出結果と、ＥＳ３０２の容量低減量Dtotal,kの算出結果と、を受信し、各検出結果および算出結果を決定部５３に出力する。
記憶部５２は、記憶手段の一例である。
記憶部５２は、蓄電池システム３１〜３ｎ内のＥＳ３０２ごとに、ＥＳ３０２の状態とＥＳ３０２が受け持つ電力量とＥＳ３０２の劣化変化量との相関関係を表す相関情報を記憶する。なお、ＥＳ３０２の劣化変化量は、ＥＳ３０２の性能の変化量の一例である。
例えば、記憶部５２は、蓄電池システム３１〜３ｎ内のＥＳ３０２ごとに、相関情報として、以下の式（１）を記憶する。
Figure 0006206396
なお、k＝１〜ｎである。
劣化変化量は、蓄電池システムk内のＥＳ３０２の劣化変化量を表す。
Pkは、蓄電池システムk内のＥＳ３０２が受け持つ電力量（Ｗ）、つまり、蓄電池システムk内のＥＳ３０２に割り当てられる電力量（Ｗ）を表す。
xkは、蓄電池システムk内のＥＳ３０２の状態（本実施形態では、蓄電池システムk内のＥＳ３０２の温度T0と、蓄電池システムk内のＥＳ３０２の周囲の温度TEと、蓄電池システムk内のＥＳ３０２の容量低減量Dtotal,k）を表す。
Dk（Pk，xk）は、蓄電池システムk内のＥＳ３０２が状態xkである状況で蓄電池システムk内のＥＳ３０２が電力量Pkを受け持った条件下で蓄電池システムk内のＥＳ３０２をΔｔ時間使用した場合の容量低下量、つまり、蓄電池システムk内のＥＳ３０２の劣化変化量を表す。
また、記憶部５２は、蓄電池システム３１〜３ｎ内のＥＳ３０２ごとに、ＥＳ３０２の充放電量の最小値Pmin,kおよび最大値Pmax,kを記憶する。
なお、蓄電池システムk内のＥＳ３０２の容量低減の要因として温度が支配的である場合、Dkはアレニウス則、ルート則に従うため、Dkは、近似的に以下の式（２）のように表せる。
Figure 0006206396
なお、式（２）内の関数Tk(Pk,T0,TE,t)は、蓄電池システムk内のＥＳ３０２の温度変化を表す式で、現在を時刻0、現在のＥＳ３０２の温度T0、現在のＥＳ３０２の周囲の温度TEとして、時刻tの温度を与える関数である。例えば、関数Tk(Pk,T0,TE,t)は、以下の式（３）のように表せる。
Figure 0006206396
なお、式（２）において、式（１）のxkに対応する値は、T0、TE、Dtotal,kであり、式（２）および式（３）において、a1,k、a2,k、a3,kおよびa4,kは定数である。
図２は、温度T0が１５、２０、２５度のときのDkの値の例を示した図である。
なお、Dkは、式（２）および式（３）にて特定されるものに限らず適宜変更可能である。
本実施形態では、記憶部５２は、蓄電池システム３１〜３ｎ内のＥＳ３０２ごとに、相関情報として、式（２）および式（３）を記憶する。
決定部５３は、決定手段の一例である。
決定部５３は、各ＥＳ３０２の温度T0の検出結果と、各ＥＳ３０２の周囲の温度TEの検出結果と、各ＥＳ３０２の容量低減量Dtotal,kの算出結果と、調整電力量Ptを表す電力情報と、を受け付ける。なお、各ＥＳ３０２の温度T0の検出結果と、各ＥＳ３０２の周囲の温度TEの検出結果と、各ＥＳ３０２の容量低減量Dtotal,kの算出結果は、状態情報の一例である。
決定部５３は、各ＥＳ３０２が電力需給バランスの調整に使われることによって生じる各ＥＳ３０２の劣化の増加量が小さくなるように、各ＥＳ３０２が受け持つ電力量Pkを、各ＥＳ３０２の温度T0の検出結果と、各ＥＳ３０２の周囲の温度TEの検出結果と、各ＥＳ３０２の容量低減量Dtotal,kの算出結果と、記憶部５２内の相関情報と、調整電力量Ptを表す電力情報と、に基づいて決定する。
本実施形態では、決定部５３は、各ＥＳ３０２の状態が、各蓄電池システムから通知された状態（各ＥＳ３０２の温度T0の検出結果と、各ＥＳ３０２の周囲の温度TEの検出結果と、各ＥＳ３０２の容量低減量Dtotal,kの算出結果）であり各ＥＳ３０２が受け持つ電力量の合計値が調整電力量Ptになる状況で各ＥＳ３０２の劣化変化量Dkの合計値が最も小さくなるように、各ＥＳ３０２が受け持つ電力量Pkを、各ＥＳ３０２の温度T0の検出結果と、各ＥＳ３０２の周囲の温度TEの検出結果と、各ＥＳ３０２の容量低減量Dtotal,kの算出結果と、記憶部５２内の相関情報と、調整電力量Ptを表す電力情報と、に基づいて決定する。
決定部５３は、各蓄電池システムから各ＥＳ３０２の状態を通知されなかった場合は、記憶部５２に保管された相関情報より、各ＥＳ３０２の状態を推定する。そして通知された場合と同様に、決定部５３は、各ＥＳ３０２が受け持つ電力量Pkを、推定された各ＥＳ３０２の状態と、記憶部５２内の相関情報と、調整電力量Ptを表す電力情報と、に基づいて決定する。例えば、決定部５３は、過去に受け付けた各ＥＳ３０２の温度の検出結果と、過去に受け付けた各ＥＳ３０２の周囲の温度の検出結果と、過去に受け付けた容量低減量の算出結果と、過去に制御部５４を介して送信した調整電力量を、式（３）に代入することで現在の各ＥＳ３０２の温度を推定でき、また、それらを式（２）に代入することで容量低減量の現在までの変化量を推定でき、その値を過去に受け付けた各ＥＳ３０２の容量低減量に加えることで、現在の各ＥＳ３０２の容量劣化量を推定できる。
決定部５３は、各蓄電池システムから各ＥＳ３０２の状態を通知された場合でも、各ＥＳ３０２の状態の推定を行い、推定結果と通知された状態との比較を行って記憶部５２に保管された相関情報を修正することで、相関情報の精度を向上させてもよい。
決定部５３が各蓄電池システムから通知される各ＥＳ３０２の状態の例として、本実施形態で示した各ＥＳ３０２の温度T0の検出結果と、各ＥＳ３０２の周囲の温度TEの検出結果と、各ＥＳ３０２の容量低減量Dtotal,kの算出結果以外にも、各ＥＳ３０２の内部インピーダンス値、各ＥＳ３０２の厚さ、各ＥＳ３０２の体積、各ＥＳ３０２の内部圧力、各ＥＳ３０２のこれまでの充放電サイクル数、各ＥＳ３０２の端子間電圧、もしくは後述する第２実施形態に示した各ＥＳ３０２のSoC値などがある。
制御部５４は、制御手段の一例である。
制御部５４は、決定部５３の決定結果に基づいて、各ＥＳ３０２の動作を制御する。本実施形態では、制御部５４は、決定部５３が決定した各ＥＳ３０２が受け持つ電力量Pkを表す動作指示を、蓄電池システム３１〜３ｎの各々に送信する。
次に、動作を説明する。
図３は、電力制御システムの動作を説明するためのシーケンス図である。なお、図３では、説明の簡略化を図るために、蓄電池システム３１〜３ｎのうち蓄電池システム３ｃを示している。
ＥＭＵ４が、調整電力量Ptを算出し、調整電力量Ptを表す電力情報を電池管理部５に送信すると（ステップＳ３０１）、電池管理部５内の決定部５３は電力情報を受信する。
決定部５３は、電力情報を受信すると、蓄電池システム３１〜３ｎの各々に、状態を通知する旨の要求（以下「状態通知要求」と称する）を、通信部５１を介して送信する（ステップＳ３０２）。
蓄電池システム３１〜３ｎの各々では、ＢＭＵ３０４は、通信部３０１を介して状態通知要求を受信すると、温度検出部３０４ａの検出結果（ＥＳ３０２の温度T0）と、温度検出部３０４ｂの検出結果（ＥＳ３０２の周囲の温度TE）と、ＥＳ３０２の容量低減量Dtotal,kの算出値とを、状態通知として、通信部３０１を介して電池管理部５に送信する（ステップＳ３０３）。
電池管理部５では、決定部５３は、蓄電池システム３１〜３ｎの各々から状態通知を受信すると、各ＥＳ３０２が受け持つ電力量Pkを決定する動作を実行する（ステップＳ３０４）。
本実施形態では、ステップＳ３０４において、決定部５３は、以下の式（４）、式（５）および式（６）を同時に満たす、各ＥＳ３０２が受け持つ電力量Pkを決定する。
Figure 0006206396
Figure 0006206396
Figure 0006206396
例えば、決定部５３は、式（４）および式（５）を満たす蓄電池システム３１〜３ｎ内の各ＥＳ３０２の電力量P1〜Pnの複数の組を求め、組ごとにDkの合計値を求め、Dkの合計値が最小となる電力量P1〜Pnの組を、蓄電池システム３１〜３ｎ内の各ＥＳ３０２が受け持つ電力量P1〜Pnとして決定する。
例えば、決定部５３は、P1〜Pnの値が、電力量Pk=Pmin,kもしくはPk=Pmin,kであるものを除いて、Dkを各々Pkで微分した値であるdDk/dPkが同一になるように、P1〜Pnの値を与える場合もある。
決定部５３は、蓄電池システム３１〜３ｎ内の各ＥＳ３０２が受け持つ電力量P1〜Pnを決定すると、その決定結果を制御部５４に出力する。
制御部５４は、決定部５３の決定結果を受け付けると、蓄電池システム３１〜３ｎの各々に、その蓄電池システム内のＥＳ３０２に対して決定された電力量を示す動作指示を、通信部５１を介して送信する（ステップＳ３０５）。
蓄電池システム３１〜３ｎの各々では、ＢＭＵ３０４は、通信部３０１を介して動作指示を受信すると、動作指示に示された電力量が正の値である場合には、動作指示に示された電力量を、インバータ３０３を用いてＥＳ３０２に充電する（ステップＳ３０６）。
一方、動作指示に示された電力量が負の値である場合には、ＢＭＵ３０４は、動作指示に示された電力量を、インバータ３０３を用いてＥＳ３０２から放電する（ステップＳ３０６）。
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態によれば、記憶部５２は、ＥＳ３０２ごとに、ＥＳ３０２の状態とＥＳ３０２が受け持つ電力量とＥＳ３０２の性能の変化量（劣化変化量）との相関関係を表す相関情報を記憶する。
決定部５３は、各ＥＳ３０２の状態を表す状態情報と、電力需給バランスの調整に必要な調整電力量を表す電力情報と、を受け付ける。決定部５３は、各ＥＳ３０２の状態が状態情報にて表された状態であり各ＥＳ３０２が受け持つ電力量の合計値が調整電力量になる状況で各ＥＳ３０２の性能の変化量（劣化変化量）の合計値が最も小さくなるように、各ＥＳ３０２が受け持つ電力量を、相関情報と状態情報と電力情報とに基づいて決定する。
制御部５４は、決定部５３の決定結果に基づいて各ＥＳ３０２の動作を制御する。
このため、電力需給バランスを調整するために使用される複数のＥＳ３０２の性能の変化を抑制するように、複数のＥＳ３０２に電力を割り当てることが可能になる。
なお、上記効果は、記憶部５２と決定部５３と制御部５４とからなる電池管理部５でも奏する。
図４は、記憶部５２と決定部５３と制御部５４とからなる電池管理部５を示した図である。
また、本実施形態では、ＥＳ３０２の性能の変化量として、ＥＳ３０２の劣化変化量を用いている。
このため、電力需給バランスを調整するために使用される複数のＥＳ３０２の劣化を抑制するように、複数のＥＳ３０２に電力を割り当てることが可能になる。
また、本実施形態では、電力系統での電力需給バランスを調整するための調整機器として、ＥＳ３０２（蓄電池）が用いられ、調整機器の状態として、ＥＳ３０２の温度と、ＥＳ３０２の周囲の温度と、ＥＳ３０２の初期からの容量低減量とが用いられる。
このため、ＥＳ３０２の容量低減（劣化）の要因として特に温度が大きな影響を与える場合に、複数のＥＳ３０２の劣化を抑制するように、複数のＥＳ３０２に電力を割り当てることが可能になる。
なお、図１では、決定部５３と制御部５４とを個別の機器として示したが、決定部５３が制御部５４を内蔵してもよい。
また、図１では、通信部５１と記憶部５２と決定部５３と制御部５４とを含む調整機器制御システムが電池管理部５に内蔵されているが、通信部５１と記憶部５２と決定部５３と制御部５４との全てが同一の機器に内蔵されなくてもよい。
また、本実施形態では、決定部５３は、調整電力量を表す電力情報を受信してから、各ＥＳ３０２の状態を取得したが、決定部５３は、電力情報を受信する前に各ＥＳ３０２の状態を取得してもよい。
また、決定部５３は、図３に示したステップＳ３０２、Ｓ３０４およびＳ３０５の動作を、電力情報の受信時間間隔内で繰り返してもよい。
なお、電池管理部５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、通信部５１、記憶部５２、決定部５３および制御部５４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。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図５は、本発明の第２実施形態の調整機器制御システムを採用した電力制御システムを示した図である。なお、図５において、図１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。以下、図５に示した電力制御システムについて、図１に示した電力制御システムと異なる点を中心に説明する。
第１実施形態の調整機器制御システムは、ＥＳ３０２の容量低減（劣化）の要因として温度が支配的である場合に適する相関情報を用いたが、第２実施形態の調整機器制御システムは、ＥＳ３０２の容量低減（劣化）の要因としてＥＳ３０２のSoC（State of Charge）が支配的である場合に適する相関情報を用いる。
図５において、蓄電池システム３１〜３ｎは、それぞれ、ＢＭＵ３０４の代わりにＢＭＵ３０４Ａを有し、温度検出部３０４ａおよび３０４ｂが省略され、電池管理部５は、記憶部５２の代わりに記憶部５２Ａを有し、決定部５３の代わりに決定部５３Ａを有する。
ＢＭＵ３０４Ａは、ＢＭＵ３０４と同様に、電池管理部５からの動作指示に従ってインバータ３０３を制御して、ＥＳ３０２の充電および放電を制御する。
また、ＢＭＵ３０４Ａは、ＥＳ３０２の現在のSoC値であるSoC0と、ＥＳ３０２の現在の容量Ckと、ＥＳ３０２の初期からの容量低減量Dtotal,kと、を算出し管理する。ＢＭＵ３０４Ａは、ＥＳ３０２のSoC0と、ＥＳ３０２の現在の容量Ckと、ＥＳ３０２の初期からの容量低減量Dtotal,kとを、通信部３０１を介して電池管理部５に送信する。
なお、ＥＳ３０２のSoC0、ＥＳ３０２の現在の容量CkおよびＥＳ３０２の初期からの容量低減量Dtotal,kを算出する技術は公知技術であるため、詳細な説明は省略する。
ＥＳ３０２のSoC0、ＥＳ３０２の現在の容量CkおよびＥＳ３０２の初期からの容量低減量Dtotal,kは、ＥＳ３０２の状態の一例である。
記憶部５２Ａは、記憶手段の一例である。
記憶部５２Ａは、上述した式（１）として、以下の式（７）および式（８）を記憶する。
Figure 0006206396
Figure 0006206396
なお、式（７）内の関数V(SoC)は、蓄電池システムk内のＥＳ３０２の端子間電圧を表す式で、SoC値を引数とする。なお、式（７）では時刻tにおける端子間電圧を知りたいため、時刻tにおけるSoC値＝(SoC0+Pkt/Ck)を引数とする。式（７）内の関数V(SoC)を、例えば多項式で近似したものが、式（８）である。
なお、式（７）において、式（１）のxkに対応する値は、SoC0、Ck、Dtotal,kであり、ＥＳ３０２固有の劣化を表す値であるb1,k, b2,k, b3,k,およびb4,k,は定数である。
図６は、SoC0が０．５、０．６、０．７のときのDkの値の例を示した図である。
また、記憶部５２Ａは、蓄電池システム３１〜３ｎ内のＥＳ３０２ごとに、ＥＳ３０２の充放電量の最小値Pmin,kおよび最大値Pmax,kを記憶する。
決定部５３Ａは、決定手段の一例である。
決定部５３Ａは、各ＥＳ３０２のSoC0と、各ＥＳ３０２の現在の容量Ckと、各ＥＳ３０２の初期からの容量低減量Dtotal,kと、調整電力量Ptを表す電力情報と、を受け付ける。なお、各ＥＳ３０２のSoC0と、各ＥＳ３０２の現在の容量Ckと、各ＥＳ３０２の初期からの容量低減量Dtotal,kは、状態情報の一例である。
決定部５３Ａは、記憶部５２Ａ内の式（７）および式（８）と、各ＥＳ３０２のSoC0と、各ＥＳ３０２の現在の容量Ckと、各ＥＳ３０２の初期からの容量低減量Dtotal,kと、調整電力量Ptを表す電力情報と、に基づいて、上述した式（４）、式（５）および式（６）を同時に満たす、各ＥＳ３０２が受け持つ電力量Pkを決定する。
決定部５３Ａは、蓄電池システム３１〜３ｎ内の各ＥＳ３０２が受け持つ電力量P1〜Pnを決定すると、その決定結果を制御部５４に出力する。
制御部５４は、決定部５３の決定結果を受け付けると、蓄電池システム３１〜３ｎの各々に、その蓄電池システム内のＥＳ３０２に対して決定された電力量を示す動作指示を、通信部５１を介して送信する。
本実施形態によれば、電力系統での電力需給バランスを調整するための調整機器として、ＥＳ３０２（蓄電池）が用いられ、調整機器の状態として、ＥＳ３０２のSoCと、ＥＳ３０２の現在の容量と、ＥＳ３０２の初期からの容量低減量とが用いられる。
このため、ＥＳ３０２の容量低減（劣化）の要因として特にSoC値が大きな影響を与える場合に、複数のＥＳ３０２の劣化を抑制するように、複数のＥＳ３０２に電力を割り当てることが可能になる。
なお、図５では、決定部５３Ａと制御部５４とを個別の機器として示したが、決定部５３Ａが制御部５４を内蔵してもよい。
また、図５では、通信部５１と記憶部５２Ａと決定部５３Ａと制御部５４とを含む調整機器制御システムが電池管理部５に内蔵されているが、通信部５１と記憶部５２Ａと決定部５３Ａと制御部５４との全てが同一の機器に内蔵されなくてもよい。
なお、図５に示した電池管理部５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、通信部５１、記憶部５２Ａ、決定部５３Ａおよび制御部５４として機能する。
また、上記各実施形態において、各ＥＳ３０２は、互いに異なる特性を有する蓄電池でもよいし、同一の特性を有する蓄電池でもよい。
また、上記各実施形態において、ＥＭＵ４は、電力需給バランスを調整するために電力需要が必要な場合には、調整電力量Ptの値を負の値とし、電力需給バランスを調整するために電力供給が必要な場合には、調整電力量Ptの値を正の値としてもよい。この場合、ＢＭＵ３０４は、動作指示に示された電力量が負の値である場合には、動作指示に示された電力量を、インバータ３０３を用いてＥＳ３０２に充電する。一方、動作指示に示された電力量が正の値である場合には、ＢＭＵ３０４は、動作指示に示された電力量を、インバータ３０３を用いてＥＳ３０２から放電する。
また、上記各実施形態において、ＥＳ３０２の性能の変化量は、ＥＳ３０２の劣化変化量に限らず適宜変更可能である。
以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
各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、２０１２年２月２８日に出願された日本出願特願２０１２−４１６０９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。
１ 電力系統
２ 電力線
３１〜３ｎ 蓄電池システム
３０１ 通信部
３０２ ＥＳ
３０３ インバータ
３０４、３０４Ａ ＢＭＵ
３０４ａ、３０４ｂ 温度検出部
４ ＥＭＵ
５ 電池管理部
５１ 通信部
５２、５２Ａ 記憶部
５３、５３Ａ 決定部
５４ 制御部

Claims (6)

  1. 電力系統での電力需給バランスを調整するための複数の調整機器の動作を制御する調整機器制御システムであって、
    前記調整機器ごとに、当該調整機器の状態と当該調整機器が受け持つ電力量と当該調整機器の性能の変化量との相関関係を表す相関情報を記憶する記憶手段と、
    各調整機器の状態を表す状態情報と、前記電力需給バランスの調整に必要な調整電力量を表す電力情報と、を受け付け、前記各調整機器の状態が前記状態情報にて表された状態であり前記各調整機器が受け持つ電力量の合計値が前記調整電力量になる状況で前記各調整機器の性能の変化量の合計値が最も小さくなるように、前記各調整機器が受け持つ電力量を、前記相関情報と前記状態情報と前記電力情報とに基づいて決定する決定手段と、
    前記決定手段の決定結果に基づいて前記各調整機器の動作を制御する制御手段と、を含む調整機器制御システム。
  2. 請求項１に記載の調整機器制御システムにおいて、
    前記調整機器の性能の変化量は、前記調整機器の劣化変化量である、調整機器制御システム。
  3. 前記調整機器は、蓄電池であり、
    前記調整機器の状態は、前記蓄電池の温度と、前記蓄電池の周囲の温度と、前記蓄電池の初期からの容量低減量である、請求項２に記載の調整機器制御システム。
  4. 前記調整機器は、蓄電池であり、
    前記調整機器の状態は、前記蓄電池のSoCと、前記蓄電池の容量と、前記蓄電池の初期からの容量低減量である、請求項２に記載の調整機器制御システム。
  5. 電力系統での電力需給バランスを調整するための複数の調整機器の動作を制御する調整機器制御システムでの調整機器制御方法であって、
    前記調整機器ごとに、当該調整機器の状態と当該調整機器が受け持つ電力量と当該調整機器の性能の変化量との相関関係を表す相関情報を記憶手段に記憶し、
    各調整機器の状態を表す状態情報と、前記電力需給バランスの調整に必要な調整電力量を表す電力情報と、を受け付け、前記各調整機器の状態が前記状態情報にて表された状態であり前記各調整機器が受け持つ電力量の合計値が前記調整電力量になる状況で前記各調整機器の性能の変化量の合計値が最も小さくなるように、前記各調整機器が受け持つ電力量を、前記相関情報と前記状態情報と前記電力情報とに基づいて決定し、
    前記決定の結果に基づいて前記各調整機器の動作を制御する、調整機器制御方法。
  6. コンピュータに、
    電力系統での電力需給バランスを調整するための複数の調整機器の各々について、当該調整機器の状態と当該調整機器が受け持つ電力量と当該調整機器の性能の変化量との相関関係を表す相関情報を記憶手段に記憶する記憶手順と、
    各調整機器の状態を表す状態情報と、前記電力需給バランスの調整に必要な調整電力量を表す電力情報と、を受け付け、前記各調整機器の状態が前記状態情報にて表された状態であり前記各調整機器が受け持つ電力量の合計値が前記調整電力量になる状況で前記各調整機器の性能の変化量の合計値が最も小さくなるように、前記各調整機器が受け持つ電力量を、前記相関情報と前記状態情報と前記電力情報とに基づいて決定する決定手順と、
    前記決定の結果に基づいて前記各調整機器の動作を制御する制御手順と、を実行させるためのプログラム。
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