JP6210864B2 - 充放電制御装置、充放電制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、充放電制御装置、充放電制御方法及びプログラムに関する。

近年、太陽光発電システムに代表される分散型の電源システムが普及しつつある。また、最近では、災害時の非常用電源として、蓄電池を備える分散型の電源システムへの関心が高まっている。

蓄電池を備える分散型電源システムは、太陽光発電システムの余剰電力を蓄電したり、電力の売電価格が安い夜間に商用電力系統からの電力を蓄電したりすることができる。このため、この種の分散型電源システムをうまく利用することで、停電時に電力を確保することが可能となる。このような事情から、蓄電池を備える分散型電源システムを制御するための技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されるシステムは、太陽光発電システムの発電電力よりも、電気設備の消費電力の方が大きいときに、蓄電池から電力を供給するための制御と、太陽光発電システムの余剰電力を商用電力系統へ潮流させる制御と、太陽光発電システムからの電力を商用電力系統へ潮流させるとともに、蓄電池からの電力を電気設備に供給するための制御とを、状況に応じて使い分ける。

特開２０１２−２４９４７６号公報

特許文献１のシステムを用いることで、商用電力系統の需給バランスを改善しつつ、電気料金を安く抑えることできる。しかしながら、蓄電池に蓄えられた電力の変換効率は、蓄電池からの放電電力量に応じて変動し、一般的に放電電力量が定格出力に比べて極端に小さくなると、著しく低下する傾向がある。このため、上述のように制御を使い分けるだけでは、電力供給効率が低下してしまい、電気料金を安く抑えることができなくなることがある。

本発明は、上述の事情の下になされたもので、電力供給効率を向上し、確実に電気料金を安く抑えることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の充放電制御装置は、住宅に設置される分散型発電システムによって発電される発電電力を計測する第１計測手段と、住宅に設置される電気設備によって消費される消費電力を計測する第２計測手段と、住宅に設置される蓄電ユニットへ蓄電される蓄電電力を計測する第３計測手段と、蓄電ユニットから放電される放電電力に対する電力変換効率と、時間帯ごとの買電価格とを予め記憶するとともに、第３計測手段の計測結果を時系列的に記憶する記憶手段と、電気設備へ電力を供給するときの電力変換効率と、現在時買電価格と、を記憶手段から取得する取得手段と、記憶手段に記憶された第３計測手段の計測結果と、時間帯ごとの買電価格とに基づいて、蓄電ユニットに電力が充電されたときの充電時買電価格を算出する演算手段と、取得手段によって取得された電力変換効率が、現在時買電価格に対する充電時買電価格の比以上であると判断した場合に、電力の放電指令を、蓄電ユニットへ出力する出力手段と、を備える。

本発明によれば、蓄電ユニットに電力が充電されたときの充電時買電価格が算出され、電力変換効率が、現在の売電価格に対する充電時売電価格の比よりも大きい場合にのみ、蓄電ユニットに蓄電された電力が放電される。このため、電力変換効率が低下することがなく一定以上に維持される。その結果、確実に電気料金を安く抑えることが可能となる。

実施の形態１に係る充放電制御装置を、住宅の電力系統とともに示す図である。 住宅に配置された電気設備を示す図である。 制御装置、発電ユニット、電気自動車の構成を説明するための図である。 出力電力比と電力変換効率の関係を示す図である。 制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 変形例に係る充放電制御装置を、住宅の電力系統とともに示す図である。 制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 コンピュータを用いて制御装置を実装する例を示す図である。

《実施の形態１》
以下、本発明の実施の形態１を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態に係る充放電制御装置１０を、住宅１００の電力系統とともに示す図である。充放電制御装置１０は、商用電力系統に接続される電気自動車７０への充電と、電気自動車７０から住宅１００の電力系統への放電を制御するための装置である。住宅１００の電力系統は、商用電力系統から住宅１００に引き込まれる引き込み線１１０と、引き込み線１１０から分岐する分岐配線１１０ａ〜１１０ｆから構成されている。そして、分岐配線１１０ａ〜１１０ｆには、電気設備５０_１〜５０_４、発電ユニット６０、及び電気自動車７０が接続される。

図２は、住宅１００に設置された機器の配置図である。図２に示されるように、住宅１００は、３つの居室１０１〜１０３と、キッチン、風呂、トイレなどの共有区１０４に区分される。なお、住宅１００の区分は、実施の形態の説明のための便宜的な区分である。

住宅１００の居室１０１〜１０３、及び共有区１０４それぞれには、電気設備５０_１〜５０_４が設置されている。これらの電気設備５０_１〜５０_４は、主として空調機器、照明機器などの家電である。また、住宅１００の屋根には、発電ユニット６０が設置され、住宅１００の近傍には、電気自動車７０が配置される。

図３に示されるように、発電ユニット６０は、太陽光パネル６０ｂと、太陽光パネル６０ｂによって発電された電力を交流に変換する交直変換器（Ｄ／Ａ変換器）６０ａを有している。太陽光パネル６０ｂは、交直変換器６０ａを介して、住宅１００の電力系統に接続される。

電気自動車７０は、蓄電池７０ｂと、蓄電池７０ｂに蓄えられた電力を交流に変換し、商用電力系統から蓄電池７０ｂに供給される電力を直流に変換する交直変換器７０ａを有している。蓄電池７０ｂは、交直変換器７０ａを介して、住宅１００の電力系統に接続される。

図１に戻り、充放電制御装置１０は、電力センサ３１〜３４と、制御装置１１と有している。

電力センサ３１は、引き込み線１１０に設置されている。この電力センサ３１は、商用電力系統から住宅１００に供給される電力、及び住宅１００から商用電力系統へ潮流する電力を計測する。そして、計測結果に応じた値の信号Ｗ１を制御装置１１へ出力する。

電力センサ３２は、各居室１０１〜１０３、及び共有区１０４に引き込まれた分岐配線１１０ａ〜１１０ｄに設けられている。そして、分岐配線１１０ａ〜１１０ｄを介して電気設備５０に供給される電力を計測し、計測結果に応じた信号を出力する。

具体的には、電力センサ３２_１は、居室１０１に設置された電気設備５０_１に供給される電力の計測結果に応じた値の信号Ｗ２_１を出力する。電力センサ３２_２は、居室１０２に設置された電気設備５０_２に供給される電力の計測結果に応じた値の信号Ｗ２_２を出力する。電力センサ３２_３は、居室１０３に設置された電気設備５０_３に供給される電力の計測結果に応じた値の信号Ｗ２_３を出力する。電力センサ３２_４は、共有区１０４に設置された電気設備５０_４に供給される電力の計測結果に応じた値の信号Ｗ２_４を出力する。

電力センサ３３は、分岐配線１１０ｅに設けられている。そして、発電ユニット６０から出力される電力を計測し、計測結果に応じた値の信号Ｗ３を制御装置１１へ出力する。

電力センサ３４は、分岐配線１１０ｆに設けられている。この電力センサ３４は、商用電力系統から電気自動車７０に供給される電力、及び電気自動車７０から家庭内電力系統へ供給される電力を計測する。そして、計測結果に応じた値の信号Ｗ４を制御装置１１へ出力する。

図３に示されるように、制御装置１１は、蓄電池７０ｂの放電を行うか否かを判断する充放電判断部１１ａと、電気自動車７０の交直変換器７０ａに対して、充電指令及び放電指令を出力する充放電指令出力部１１ｂとを有している。

充放電判断部１１ａは、各電力センサ３１〜３４からの信号Ｗ１〜Ｗ４を時系列的に記憶する。また、充放電判断部１１ａは、電気自動車７０の交直変換器７０ａの変換効率特性９１と、商用電力の時間帯毎の買電価格９２を予め記憶している。図４は、交直変換器７０ａの変換効率特性を模式的に示すグラフである。グラフの横軸は、出力電力比を示す。この出力電力比は、蓄電池７０ｂの定格出力電力に対する出力電力の比である。また、グラフの縦軸は、電力変換効率（発電効率）を示す。

図４の実線Ｃに示されるように、電力変換効率は、出力電力比が１００％から３０％までの間は概ねフラットとなり、出力電力比が３０％を下回ると急激に低下する。したがって、電気自動車７０の蓄電池に蓄えられた電力を放電する場合には、電力費が３０％を超える状態であることが好ましいといえる。

変換効率特性９１は、例えば、出力電力比をａ、出力電力比がａのときの電力変換効率ｆ（ａ）として記憶される。

買電価格９２は、時間帯ごとの買電価格を示す情報である。具体的には、買電価格９２は、０時から１時までの時間帯Ｔ１の買電価格Ｐ（Ｔ１）、１時から２時までの時間帯Ｔ２の買電価格Ｐ（Ｔ２）…２３時から２４時までの時間帯Ｔ２４の買電価格Ｐ（Ｔ２４）を示す情報である。この情報は、時間帯を示すＴＮと、買電価格Ｐ（ＴＮ）として記憶される。なお、本実施の形態では、７時から２３時までの買電価格が３０円／１ｋＷｈで、それ以外の時間帯での買電価格が２６円／１ｋＷｈであると想定できる。

充放電判断部１１ａは、電力センサ３１〜３４から出力される信号Ｗ１〜Ｗ４をモニタして、後述する処理を実行する。そして、処理結果を充放電指令出力部１１ｂへ通知する。

充放電指令出力部１１ｂは、充放電判断部１１ａから通知された情報に基づいて、電気自動車７０の交直変換器７０ａに電力の充電及び放電の指令を出力する。充放電指令出力部１１ｂの動作は後述する。

上述のように構成された充放電制御装置１０では、制御装置１１が、各電力センサ３１〜３４からの信号Ｗ１〜Ｗ４に基づいて、電気自動車７０の交直変換器７０ａを制御する。以下、制御装置１１の動作について、図５に示されるフローチャートに基づいて説明する。前提として、電気自動車７０の交直変換器７０ａは停止しており、電気自動車７０の蓄電池７０ｂの充電、及び蓄電池７０ｂからの放電が行われていないものとする。

充放電制御装置１０が起動されると、充放電判断部１１ａは、電力センサ３３からの信号Ｗ３と、電力センサ３２からの信号Ｗ２に基づいて、住宅１００の電気設備５０それぞれで使用される電力を合計して得られる消費電力Ｐｃと、発電ユニット６０の発電電力Ｐｇとを比較する（ステップＳ１０１）。その結果、消費電力Ｐｃが発電電力Ｐｇ以下であると判断した場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、充放電判断部１１ａは、充放電指令出力部１１ｂに放電の停止を指示する。これにより、充放電指令出力部１１ｂから電気自動車７０の交直変換器７０ａに、放電の停止指令が出力される（ステップＳ１０６）。

一方、充放電判断部１１ａが、消費電力Ｐｃが発電電力Ｐｇよりも大きいと判断した場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、充放電判断部１１ａは、変換効率特性９１を読み出して、変換効率Ｘを算出する。具体的には、充放電判断部１１ａは、消費電力Ｐｃから発電電力Ｐｇを減算し電力差Ｐｄを求め、電力差Ｐｄを蓄電池７０ｂの定格出力電力Ｐｒで除して、出力電力比ｘを算出する。そして、充放電判断部１１ａは、出力電力比がｘのときの電力変換効率ｆ（ｘ）（或いは発電効率ｆ（ｘ））を算出する（ステップＳ１０２）。

次に、充放電判断部１１ａは、買電価格９２と、電力センサ３４からの信号Ｗ４が時系列的に記憶されることにより生成された履歴とを読み出して、蓄電池７０ｂに充電が実行されたときの買電価格（充電時買電価格）を算出する。また、充放電判断部１１ａは、買電価格９２を参照して、現在の買電価格（現在時買電価格）を求める。そして、充放電判断部１１ａは、充電時買電価格を現在時買電価格で除すことによって、現在時買電価格に対する充電時買電価格の比Ｒｔを算出する（ステップＳ１０３）。

次に、充放電判断部１１ａは、電力変換効率ｆ（ｘ）と比Ｒｔとを比較する（ステップＳ１０４）。その結果、電力変換効率ｆ（ｘ）が比Ｒｔ以下であると判断した場合には（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、充放電判断部１１ａは、充放電指令出力部に放電の停止を指示する。これにより、充放電指令出力部１１ｂから電気自動車７０の交直変換器７０ａに、放電の停止指令が出力される（ステップＳ１０６）。

一方、充放電判断部１１ａは、電力変換効率ｆ（ｘ）が比Ｒｔよりも大きいと判断した場合には（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、充放電指令出力部１１ｂに放電の実行を指示する。これにより、充放電指令出力部１１ｂから電気自動車７０の交直変換器７０ａに、電力差Ｐｄに等しい電力の放電を開始するための放電指令が出力される（ステップＳ１０５）。その結果、蓄電池７０ｂから家庭内電力系統へ電力差Ｐｄに等しい電力が供給される。

以上説明したように、本実施の形態では、電力変換効率ｆ（ｘ）と比Ｒｔとが比較され（ステップＳ１０４）、その結果、電力変換効率ｆ（ｘ）が比Ｒｔ以下であると判断された場合には（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、充放電指令出力部１１ｂに放電の停止が指示される。このため、例えば、消費電力Ｐｃが発電電力Ｐｇを上回る場合であっても、電気自動車７０からの放電が抑制される。

このため、消費電力Ｐｃと発電電力Ｐｇとの差が小さく、電力変換効率ｆ（ｘ）が小さい状況下での放電が回避される。その結果、電力変換効率ｆ（ｘ）が低下することがなく一定以上に維持され、確実に電気料金を安く抑えることが可能となる。

例えば、本実施の形態で想定した電気買価で、消費電力Ｐｃが常時１０ｋｗであり、発電電力Ｐｇが最初の２時間は９ｋｗで、その後の２時間が０ｋｗの場合を考える。なお、蓄電池７０ｂの定格出力電力は１０ｋｗであり、総容量は２０ｋｗｈであり、電力変換効率は図４に示されるとおりであるとする。

上述の条件下で、電力差Ｐｄに相当する電力を単に放電する従来の制御を行った場合、最初の２時間は１ｋｗ、続く２時間は１０ｋｗで、蓄電池７０ｂから電力が出力される。この場合、図４を参照するとわかるように、１ｋｗ（定格の１０％）での電力変換効率が約８５％であり、蓄電池の消費電力は約１．２ｋｗとなる。また、１０ｋｗ（定格の１００％）での変換効率が約９５％であり、蓄電池の消費電力は約１０．５ｋｗとなる。

上記放電を行なった場合、以下の式を参照するとわかるように、約３時間４０分で２０ｋｗｈの蓄電池７０ｂの容量分の電力を使い切る。

２０ｋｗｈ＝１．２ｋｗ×２時間＋１０．５ｋｗ×１時間４０分

よって、最後２０分間に買電が行われるため、電気料金は以下のようになる。

（１ｋｗ×０時間＋１０ｋｗ×２０分）×３０円／ｋｗｈ＝１００円

次に、本実施の形態に係る制御を適用した場合について考える。本実施の形態の買価比率は、２６円／３０円＝０．８６（８６％）となる。このため、最初の２時間（変換効率８５％）は放電が行われず、次の２時間（変換効率９５%）は放電が行われる。

上記放電を行なった場合、以下の式を参照するとわかるように、３時間５４分で２０ｋｗｈの蓄電池容量を使い切る。ただし、最初２時間は放電を行なわない。

２０ｋｗｈ＝０．０ｋｗ×２時間＋１０．５ｋｗ×１時間５４分

よって、最初２時間と最後６分間に買電して、以下のような電気料金となる。

（１ｋｗ×２時間＋１０ｋｗ×６分）×３０円／ｋｗｈ＝９０円

以上のように、本実施の形態に係る充放電制御装置１０では、従来制御に比べ、放電電力ごとの変換効率を考慮して充放電が制御されるので、同一電力需給条件下での電気料金を最小化することができる。

なお、上記実施の形態では、電気自動車７０へ充電する時間については限定しなかったが、電気料金の安い深夜に電気自動車７０へ充電することが好ましい。この場合には、電力センサ３４から出力される信号Ｗ４の履歴を用いることなく、充電が行われたときの買電価格を算出することができる。

《実施の形態２》
次に、本発明の実施の形態２を図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態１と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。

図６は、本実施の形態に係る充放電制御装置１０Ａを示す図である。図６に示されるように、本実施の形態に係る充放電制御装置１０Ａは、充放電判断部１１ａが、買電価格９２に加えて売電価格９３を記憶している点で、実施の形態１に係る充放電制御装置１０と相違する。

売電価格９３は、時間帯ごとの売電価格を示す情報である。具体的には、売電価格９３は、０時から１時までの時間帯Ｔ１の売電価格ＰＰ（Ｔ１）、１時から２時までの時間帯Ｔ２の売電価格ＰＰ（Ｔ２）…２３時から２４時までの時間帯Ｔ２４の売電価格ＰＰ（Ｔ２４）を示す情報である。この情報は、時間帯を示すＴＮと、売電価格Ｐ（ＴＮ）として記憶される。

本実施の形態に係る充放電制御装置１０Ａでは、制御装置１１が、各電力センサ３１〜３４からの信号Ｗ１〜Ｗ４に基づいて、電気自動車７０の交直変換器７０ａが制御される。以下、制御装置１１の動作について、図７に示されるフローチャートに基づいて説明する。前提として、電気自動車７０の交直変換器７０ａは停止しており、電気自動車７０の蓄電池７０ｂの充電、及び蓄電池７０ｂからの放電が行われていないものとする。

充放電制御装置１０が起動されると、充放電判断部１１ａは、電力センサ３３からの信号Ｗ３と、電力センサ３２からの信号Ｗ２に基づいて、住宅１００の電気設備５０それぞれで使用される電力を合計して得られる消費電力Ｐｃと、発電ユニット６０の発電電力Ｐｇとを比較する（ステップＳ１０１）。

その結果、消費電力Ｐｃが発電電力Ｐｇ以下であると判断した場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、充放電判断部１１ａは、買電価格Ａを算出する。具体的には、充放電判断部１１ａは、消費電力Ｐｃから発電電力Ｐｇを減算し電力差Ｐｄを求め、電力差Ｐｄに現在時買電価格を乗じて、買電価格Ａを算出する（ステップＳ２０１）。

次に、充放電判断部１１ａは、買電価格Ｂを算出する（ステップＳ２０２）。具体的には、充放電判断部１１ａは、消費電力Ｐｃから発電電力Ｐｇを減算し電力差Ｐｄを求め、電力差Ｐｄを蓄電池７０ｂの定格出力電力Ｐｒで除して、出力電力比ｘを算出する。そして、出力電力比がｘのときの電力変換効率ｆ（ｘ）を算出する。そして、充放電判断部１１ａは、買電価格９２と、電力センサ３４からの信号Ｗ４が時系列的に記憶されることにより生成された履歴とを読み出して、蓄電池７０ｂに充電が実行されたときの買電価格（充電時買電価格）を算出する。次に、消費電力Ｐｃを電力変換効率ｆ（ｘ）で除して、充電時買電価格を乗じる。これにより、買電価格Ｂが算出される。

次に、充放電判断部１１ａは、売電価格Ｃを算出する（ステップＳ２０３）。具体的には、充放電判断部１１ａは、売電価格９３を読み出して、発電電力Ｐｇに乗じる。これにより、売電価格Ｃが算出される。

次に、充放電判断部１１ａは、買電価格Ａと、買電価格Ｂと売電価格Ｃの差とを比較する（ステップＳ２０４）。その結果、買電価格Ａの方が大きいと判断した場合には（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、充放電判断部１１ａは、充放電指令出力部１１ｂに放電の実行を指示する。これにより、充放電指令出力部１１ｂから電気自動車７０の交直変換器７０ａに、電力差Ｐｄに等しい電力の放電を開始するための放電指令が出力される（ステップＳ１０５）。

また、充放電判断部１１ａが、買電価格Ａが買電価格Ｂと売電価格Ｃの差以下であると判断した場合には（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、充放電判断部１１ａは、充放電指令出力部１１ｂに放電の停止を指示する。これにより、充放電指令出力部１１ｂから電気自動車７０の交直変換器７０ａに、放電の停止指令が出力される（ステップＳ１０６）。

一方、ステップＳ１０１において、充放電判断部１１ａが、消費電力Ｐｃが発電電力Ｐｇよりも大きいと判断した場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、充放電判断部１１ａは、変換効率特性９１を読み出して、変換効率Ｘを算出する。具体的には、充放電判断部１１ａは、消費電力Ｐｃから発電電力Ｐｇを減算し電力差Ｐｄを求め、電力差Ｐｄを蓄電池７０ｂの定格出力電力Ｐｒで除して、出力電力比ｘを算出する。そして、充放電判断部１１ａは、出力電力比がｘのときの電力変換効率ｆ（ｘ）を算出する（ステップＳ１０２）。

次に、充放電判断部１１ａは、買電価格９２と、電力センサ３４からの信号Ｗ４が時系列的に記憶されることにより生成された履歴とを読み出して、蓄電池７０ｂに充電が実行されたときの買電価格（充電時買電価格）を算出する。また、充放電判断部１１ａは、買電価格９２を参照して、現在の買電価格（現在時買電価格）を求める。そして、充放電判断部１１ａは、充電時買電価格を現在時買電価格で除すことによって、現在時買電価格に対する充電時買電価格の比Ｒｔを算出する（ステップＳ１０３）。

次に、充放電判断部１１ａは、電力変換効率ｆ（ｘ）と比Ｒｔとを比較する（ステップＳ１０４）。その結果、電力変換効率ｆ（ｘ）が比Ｒｔ以下であると判断した場合には（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、充放電判断部１１ａは、充放電指令出力部１１ｂに放電の停止を指示する。これにより、充放電指令出力部１１ｂから電気自動車７０の交直変換器７０ａに、放電の停止指令が出力される（ステップＳ１０６）。

一方、充放電判断部１１ａは、電力変換効率ｆ（ｘ）が比Ｒｔよりも大きいと判断した場合には（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、充放電指令出力部１１ｂに放電の実行を指示する。これにより、充放電指令出力部１１ｂから電気自動車７０の交直変換器７０ａに、電力差Ｐｄに等しい電力の放電を開始するための放電指令が出力される（ステップＳ１０５）。その結果、蓄電池７０ｂから家庭内電力系統へ電力差Ｐｄに等しい電力が供給される。

以上説明したように、本実施の形態では、買電価格Ａが買電価格Ｂと売電価格Ｃの差以下であると判断された場合には（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、充放電指令出力部１１ｂに放電の停止が指示される。このため、例えば、消費電力Ｐｃが発電電力Ｐｇを上回る場合であっても、電気自動車７０からの放電が抑制される。

このため、消費電力Ｐｃと発電電力Ｐｇとの差が小さく、電力変換効率ｆ（ｘ）が小さい状況下での放電が回避される。その結果、電力変換効率ｆ（ｘ）が低下することがなく一定以上に維持され、確実に電気料金を安く抑えることが可能となる。

例えば、本実施の形態で想定した電気買価で、発電電力Ｐｇが常時１０ｋＷであり、消費電力Ｐｃが最初の２時間は１ｋｗで、その後の２時間が１０ｋｗの場合を考える。なお、蓄電池７０ｂの定格出力電力は１０ｋｗであり、総容量は２０ｋｗｈであり、電力変換効率は図４に示されるとおりであるとする。

上述の条件下で、電力差Ｐｄに相当する電力を単に放電する従来の制御を行った場合、最初の２時間は１ｋｗ、続く２時間は１０ｋｗで、蓄電池７０ｂから電力が出力される。この場合、図４を参照するとわかるように、１ｋｗ（定格の１０％）での電力変換効率が約８５％であり、蓄電池の消費電力は約１．２ｋｗとなる。また、１０ｋｗ（定格の１００％）での変換効率が約９５％であり、蓄電池の消費電力は約１０．５ｋｗとなる。

上記放電を行なった場合、以下の式を参照するとわかるように、約３時間４０分で２０ｋｗｈの蓄電池容量を使い切る。

２０ｋｗｈ＝１．２ｋｗ×２時間＋１０．５ｋｗ×１時間４０分

よって、最後２０分間以外で売電が行われ、電気料金（収入）は以下のようになる。

（１０ｋｗ×３時間４０分）×３０円／ｋｗｈ＝１１００円

次に、本実施の形態に係る制御を適用した場合について考える。本実施の形態の買価比率は、２６円／３０円＝０．８６（８６％）となる。このため、最初２時間（変換効率８５％）は放電が行われず、次の２時間（変換効率９５%）は放電が行われる。

上記放電を行なった場合、以下の式を参照するとわかるように、３時間５４分で２０ｋｗｈの蓄電池容量を使い切る。ただし、最初２時間は放電を行なわない。

２０ｋｗｈ＝０．０ｋｗ×２時間＋１０．５ｋｗ×１時間５４分

よって、最初２時間と最後６分間以外で売電して、以下のような電気料金となる。

（９ｋｗ×２時間＋１０ｋｗ×１時間５４分）×３０円／ｋｗｈ＝１１１０円

以上のように、本実施の形態に係る充放電制御装置１０では、従来制御に比べ、放電電力ごとの変換効率を考慮して充放電が制御されるので、同一電力需給条件下での電気料金を最小化することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施の形態に係る制御装置１１の機能は、図８に示されるように、ＣＰＵ１２ａ、主記憶部１２ｂ、補助記憶部１２ｃ、ディスプレイなどの表示部１２ｄ、キーボード及びポインティングデバイスなどの入力部１２ｅ、電力センサ３１と通信可能なインタフェース１２ｆ等を有するコンピュータを用いても実現することができる。

また、上記実施の形態各々に係るステップＳ１０４（図５、７参照）では、電力変換効率ｆ（ｘ）が比Ｒｔを超えるか否かが判定された。しかしながら、電力変換効率ｆ（ｘ）が比Ｒｔ以上であるか否かが判定されてもよい。また、上記実施の形態２に係るステップＳ２０４（図７参照）では、買電価格Ａが買電価格Ｂと売電価格Ｃの差を超えるか否かが判定された。しかしながら、買電価格Ａが買電価格Ｂと売電価格Ｃの差以上であるか否かが判定されてもよい。

補助記憶部１２ｃに記憶されているプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magnet-Optical Disk）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布され、コンピュータにインストールされたものであってもよい。

また、プログラムは、通常インターネット等の通信ネットワーク上の所定のサーバ装置が有するディスク装置等に格納されており、必要に応じてダウンロードされたものであってもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

本発明の充放電制御装置、充放電制御方法及びプログラムは、蓄電池に充電された電力の放電制御に適している。

１０、１０Ａ 充放電制御装置、１１ 制御装置、１１ａ 充放電判断部、１１ｂ 充放電指令出力部、１２ａ ＣＰＵ、１２ｂ 主記憶部、１２ｃ 補助記憶部、１２ｄ 表示部、１２ｅ 入力部、１２ｆ インタフェース、３１〜３４ 電力センサ、５０ 電気設備、６０ 発電ユニット、６０ａ 交直変換器、６０ｂ 太陽光パネル、 ７０ 電気自動車、７０ａ 交直変換器、７０ｂ 蓄電池、９１ 変換効率特性、９２ 買電価格、９３ 売電価格、１００ 住宅、１０１〜１０３ 居室、１０４ 共有区、１１０ 引き込み線、１１０ａ〜１１０ｆ 分岐配線、Ｗ１〜Ｗ４ 信号。

Claims (9)

1. 住宅に設置される分散型発電システムによって発電される発電電力を計測する第１計測手段と、
   前記住宅に設置される電気設備によって消費される消費電力を計測する第２計測手段と、
   前記住宅に設置される蓄電ユニットへ蓄電される蓄電電力を計測する第３計測手段と、
   前記蓄電ユニットから放電される放電電力に対する電力変換効率と、時間帯ごとの買電価格とを予め記憶するとともに、前記第３計測手段の計測結果を時系列的に記憶する記憶手段と、
   前記電気設備へ電力を供給するときの前記電力変換効率と、現在時買電価格と、を前記記憶手段から取得する取得手段と、
   前記記憶手段に記憶された第３計測手段の計測結果と、前記時間帯ごとの買電価格とに基づいて、前記蓄電ユニットに電力が充電されたときの充電時買電価格を算出する演算手段と、
   前記取得手段によって取得された前記電力変換効率が、現在時買電価格に対する前記充電時買電価格の比以上であると判断した場合に、電力の放電指令を、前記蓄電ユニットへ出力する出力手段と、
   を備える充放電制御装置。
2. 前記出力手段は、
   前記第２計測手段の計測結果から、前記第１計測手段の計測結果を減算した演算結果に基づいて、前記発電電力が、前記消費電力よりも小さいと判断した場合には、
   前記演算結果に応じた電力の放電指令を、前記蓄電ユニットへ出力する請求項１に記載の充放電制御装置。
3. 前記記憶手段は更に、時間帯ごとの売電価格を予め記憶し、
   前記取得手段は更に、現在時売電価格を前記記憶手段から取得し、
   前記出力手段は、前記消費電力から前記発電電力を減算して得られる演算結果に、前記現在時買電価格を乗じて得られる第１買電価格と、前記消費電力を前記電力変換効率で除し、前記充電時買電価格を乗じて得られる第２買電価格と、前記発電電力に、前記現在時売電価格を乗じて得られる売電価格と、を算出し、前記第２買電価格から前記売電価格を減算した結果が、前記第１買電価格以下のときに、電力の放電指令を、前記蓄電ユニットへ出力する、
   請求項１に記載の充放電制御装置。
4. 前記記憶手段に予め記憶される前記電力変換効率と、前記買電価格を入力するためのインタフェースを備える請求項１から３のいずれか一項に記載の充放電制御装置。
5. 前記分散型発電システムは太陽光発電システムである請求項１から４のいずれか一項に記載の充放電制御装置。
6. 住宅に設置される分散型発電システムによって発電される発電電力を計測する工程と、
   前記住宅に設置される電気設備によって消費される消費電力を計測する工程と、
   前記住宅に設置される蓄電ユニットへ蓄電される蓄電電力を計測する工程と、
   前記蓄電ユニットから放電される放電電力に対する電力変換効率と、時間帯ごとの買電価格とを予め記憶するとともに、前記蓄電電力を時系列的に記憶する工程と、
   時系列的に記憶された前記蓄電電力と、前記時間帯ごとの買電価格とに基づいて、前記蓄電ユニットに電力が充電されたときの充電時買電価格を算出する工程と、
   前記電力変換効率が、現在時買電価格に対する前記充電時買電価格の比以上であると判断した場合に、電力の放電指令を、前記蓄電ユニットへ出力する出力工程と、
   を含む充放電制御方法。
7. 時間帯ごとの売電価格を予め記憶する工程と、
   前記消費電力から前記発電電力を減算して得られる演算結果に、前記現在時買電価格を乗じて得られる第１買電価格と、前記消費電力を前記電力変換効率で除し、前記充電時買電価格を乗じて得られる第２買電価格と、前記発電電力に、現在時売電価格を乗じて得られる売電価格と、を算出する工程と、
   を更に含み、
   前記出力工程では、前記第２買電価格から前記売電価格を減算した結果が、前記第１買電価格以下のときに、電力の放電指令を、前記蓄電ユニットへ出力する、
   請求項６に記載の充放電制御方法。
8. コンピュータに、
   住宅に設置される分散型発電システムによって発電される発電電力を計測する手順、
   前記住宅に設置される電気設備によって消費される消費電力を計測する手順、
   前記住宅に設置される蓄電ユニットへ蓄電される蓄電電力を計測する手順、
   前記蓄電ユニットから放電される放電電力に対する電力変換効率と、時間帯ごとの買電価格とを予め記憶するとともに、前記蓄電電力を時系列的に記憶する手順、
   時系列的に記憶された前記蓄電電力と、前記時間帯ごとの買電価格とに基づいて、前記蓄電ユニットに電力が充電されたときの充電時買電価格を算出する手順、
   前記電力変換効率が、現在時買電価格に対する前記充電時買電価格の比以上であると判断した場合に、電力の放電指令を、前記蓄電ユニットへ出力する出力手順、
   を実行させるプログラム。
9. コンピュータに、
   時間帯ごとの売電価格を予め記憶する手順、
   前記消費電力から前記発電電力を減算して得られる演算結果に、前記現在時買電価格を乗じて得られる第１買電価格と、前記消費電力を前記電力変換効率で除し、前記充電時買電価格を乗じて得られる第２買電価格と、前記発電電力に、現在時売電価格を乗じて得られる売電価格と、を算出する手順、
   を更に実行させ、
   前記出力手順では、前記第２買電価格から前記売電価格を減算した結果が、前記第１買電価格以下のときに、電力の放電指令を、前記蓄電ユニットへ出力する、
   請求項８に記載のプログラム。

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