JP6236343B2 - 電力管理装置、電力管理システム及び電力管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力管理装置、電力管理システム及び電力管理方法に関する。

従来、例えば以下の理由から蓄電池が電力系統に使用されている。第１に、太陽光発電や風力発電等の発電機器によって発電された発電電力を電力系統に供給する場合、天候や風力等の気象条件により発電量が変動し、安定した供給量の確保が困難となる可能性があることである。第２に、特定規模電気事業者（ＰＰＳ：Ｐｏｗｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｒ ａｎｄ Ｓｕｐｐｌｉｅｒ）が電力系統に電力を供給し、かつ事前計画値に対して供給量の大幅な過不足が発生した場合、ＰＰＳに金銭的な損失が発生する可能性があることである。具体的には、供給量が事前計画値の３％を超えた場合、余剰分は無償で一般電気事業者に引き取られ、供給量が事前計画値の３％を下回った場合は不足分を一般電気事業者から通常電気料金の約３倍の価格で買い取らなければならない。第３に、需要家がデマンドレスポンス要請に対応し、かつ需要量をデマンド時限（主に電力会社との取引に使用される時間単位で、一般的には３０分ずつの時間区切り）内の基準値以下に抑え込むことができなかった場合、一般電気事業者に需要家がペナルティ料金を支払わなければならない可能性があることである。

ところで、第１の背景技術として、充放電電力を制御するために、複数台の蓄電池を使用する技術が知られている。

第１の背景技術を使用する１つ目の背景としては、充放電電力を指定できない蓄電池の場合、蓄電池を１台のみ使用する場合より複数台を使用した場合の方が充放電電力量を細かく制御することができるためである。

具体例として、蓄電池使用台数別の最大充放電電力量及び最小充放電電力量を図１に示す。図１より、例えば、デマンド時限３０分間に対して４００Ｗｈの電力量を満たさなければならない場合、Ａの場合は３分間の充放電により１６４×３＝４９２Ｗｈの充放電が行われるため、４００Ｗｈに対して９２Ｗｈの電力量差が発生する。一方Ｂの場合は、３分間の充放電において最初の２分間は２台で、残りの１分間は１台で充放電を行うため、３分間の充放電により１６４×２＋８２×１＝４１０Ｗｈの充放電が行われる。この場合４００Ｗｈに対して１０Ｗｈの電力量差が発生するだけで済む。

第１の背景技術を使用する２つ目の背景としては、蓄電池を１台のみ使用して電力需給調整を実施する場合、使用用途に合致した定格電力の蓄電池が存在しない等の理由により、出力の小さい蓄電池を複数組み合わせて使用する場合よりも蓄電池の導入費用が高くなってしまうおそれがあるためである。例えば、需給調整に使用する蓄電池の最適な定格出力が５．０ｋＷであり、かつ製品のラインナップが定格出力２．５ｋＷ、４．０ｋＷ及び１０．０ｋＷの蓄電池しかない場合、１０．０ｋＷの蓄電池を１台購入するよりも２．５ｋＷのものを２台購入したほうが導入費用を低く抑えることができる。

第１の背景技術を使用する３つ目の背景として、蓄電池１台を使用した場合と比較して、２台を使用した方が同一時間に対する充放電電力量が増え、充放電時間が短縮されるためである。例えば、８２Ｗｈの電力量を放電する必要がある場合、出力２．５ｋＷの蓄電池を１台使用した場合は２分で完了するのに対して、２台使用した場合は、１分で完了し半分の時間で済む。

他方、第２及び第３の背景技術として、複数台の蓄電池を１台ずつ用いて蓄電池システムの充放電制御内容を決定する技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。特許文献１では、電力系統に接続された複数台の蓄電池に対して各蓄電池のＳＯＣ（残量）（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）の状況に応じて使用する蓄電池を切り替える。特許文献２では、電力系統に接続された複数台の蓄電池に対して、各蓄電池のＳＯＣとＳＯＨ（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）の状況に応じて使用する蓄電池を切り替える。

特開２０１３−１０６３７２号公報 特開２０１３−１９２３２７号公報

しかしながら、第１の背景技術のように複数台の蓄電池を同時に使用する場合、蓄電池の接続エラー等により蓄電池間に残量差が発生する可能性がある。残量差が発生した場合、残量差が大きくなるにしたがい複数蓄電池による同時充放電時間が減少し、需給調整量の不足が発生する可能性がある。この課題に対して特許文献１及び２（第２及び第３の背景技術）では蓄電池のＳＯＣやＳＯＨの状況に応じて使用する蓄電池を切り替えているため蓄電池間の残量差発生は抑制される。しかしながら蓄電池を１台ずつ使用しているためデマンド時限内に定格出力以上の所要需給調整電力量が求められた場合、需給調整量の不足が発生する可能性がある。需給調整量が不足する具体例を以下に示す。なお、所要需給調整電力量とは、デマンド時限内で使用される電力量を計画値に合わせるための蓄電池の充放電電力量である。具体的には、現在時刻から次デマンド時限開始時刻までの間に使用される電力予測量を事前計画値に一致させるために必要な蓄電池の充放電電力量を表す。

具体例として、蓄電池２台（蓄電池１及び蓄電池２）が接続されており、蓄電池１のＳＯＣが５０％、蓄電池２のＳＯＣが４０％の状態で、ＳＯＣが６５％減少する放電動作が必要な場合であって且つデマンド時限に対して残り５分しかなく、蓄電池の性能としてＳＯＣ１０％の放電に１分かかる場合を示す。この具体例において、蓄電池を１台ずつ使用すれば、理論的には合計６．５分間の放電時間が必要となるが、蓄電池の充放電動作の切り替えタイミングを１分間に１回と考えているため（計測データの収集タイミングを１分に１回としているため）、実際の放電動作に必要な時間は６分（又は７分）となる。従って、デマンド時限内の電力使用量を時間内に削減目標値まで削減することができず、需要家にペナルティ料金が発生する可能性がある。

他方で、需給調整を優先させ、かつ残量差発生を抑制するために残量差補正処理を実施する場合、残量差補正処理を実施することにより蓄電池の累計サイクル数が増加し、蓄電池の性能劣化（全体としての蓄電池容量の低下)が促進される可能性がある。また補正処理の実施により複数の蓄電池による同時充放電時間が減少し、需給調整が間に合わなくなる可能性もある。残量差補正処理を実施することで発生する課題について、具体例として蓄電池２台（蓄電池１及び蓄電池２）が接続されており、蓄電池１のＳＯＣが３０％、蓄電池２のＳＯＣが８０％である場合を以下に示す。

１つ目の具体例は、残量差の中間値に合わせる方法を実施した場合に発生する課題である。蓄電池１及び蓄電池２両方のＳＯＣが５５％になるように蓄電池１は充電、蓄電池２は放電を実施する。このとき、残量差補正処理とは別にデマンド時限内の需給調整を実施する必要があり、かつ需給調整に使用できる時間がこの残量差補正処理の実施によって減少するため需給調整が間に合わなくなる可能性がある。また、蓄電池１台（蓄電池１又は蓄電池２）から２台（蓄電池１及び蓄電池２の両方）に切り替える場合、需給調整とは別に蓄電池１及び蓄電池２に対してサイクル数の増加が発生するため蓄電池劣化が促進される可能性がある。

２つ目の具体例は、特定の蓄電池残量に合わせる方法を実施した場合に発生する課題である。蓄電池１のＳＯＣが８０％になるように蓄電池１のみ充電を実施したとする（もしくは蓄電池２のＳＯＣが３０％になるように蓄電池２のみ放電を実施したとする）。需給調整のための蓄電制御内容（充電又は放電）と残量差補正処理による蓄電制御内容（充電又は放電）が一致しない場合、補正処理実施によりデマンド時限内の所要需給調整電力量が増加し、需給調整が間に合わなくなる可能性がある。また蓄電制御内容が一致し、かつ特定の蓄電池（蓄電池１又は蓄電池２）のみが残量差補正処理に使用された場合においても蓄電池１又は蓄電池２のサイクル数が余分に消費される可能性がある。

かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、蓄電池間の残量差発生、残量差補正処理によって発生するデマンド時限内需給調整量の不足、及び残量差補正処理によって発生する蓄電池の劣化、を抑制することを可能にする電力管理装置、電力管理システム及び電力管理方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る電力管理装置は、電力網に接続され、複数の蓄電池全般に対する制御方法として充電、放電または待機状態のいずれかが設定される蓄電制御タイプと、残量と劣化情報を含む蓄電池の状態と、に関する所定の条件が満たされる場合であって、現在時刻からデマンド時限の終了時刻までの所要需給調整電力量が、需要家に配設された複数の蓄電池を現在時刻からデマンド時限の終了時刻までに使用した場合の充放電可能電力量より小さい場合に、前記複数の蓄電池間の残量差を抑制するための残量差補正処理を実施すると判定する残量差補正実施判定部と、前記残量差補正処理を実施すると判定した場合に、前記所要需給調整電力量を満たし、前記複数の蓄電池間の残量差を抑制するよう前記複数の蓄電池の充放電を制御する残量差補正実施処理部とを備えることを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る電力管理装置において、前記蓄電池の劣化情報とは、蓄電池劣化度及び累計サイクル数の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る電力管理装置は、取得した計測データと事前計画値を基に現在時刻からデマンド時限の終了時刻までの電力目標値を算出し前記蓄電制御タイプを決定する制御タイプ決定部を更に含むことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る電力管理装置は、現在時刻からデマンド時限までの所要需給調整電力量が、現在時刻からデマンド時限までの充放電可能電力量より小さい場合に、蓄電制御内容を待機状態に設定し、そうでない場合に、前記蓄電制御タイプを蓄電制御内容に設定する制御内容設定部を更に含むことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る電力管理装置において、前記残量差補正実施判定部は、前記蓄電制御タイプが充電の場合であって前記残量及び前記劣化情報に関する第１の条件が満たされる場合、前記残量が少ない蓄電池の蓄電制御内容を充電に仮決定し、前記蓄電制御タイプが放電の場合であって前記残量及び前記劣化情報に関する第２の条件が満たされる場合、前記残量が多い蓄電池の前記蓄電制御内容を放電に仮決定することを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る電力管理装置において、前記残量差補正実施処理部は、残量差を埋めるために必要な充放電可能電力量が、残量差抑制と所要需給調整電力量を満たすために算出された充放電時間の間、蓄電池１台を使用した場合の充放電可能電力量より少ない場合に、前記蓄電制御内容を待機状態に変更し、そうでない場合に前記仮決定した前記蓄電制御内容を本決定とすることを特徴とする。

更に、上記課題を解決するため、本発明に係る電力管理システムは、電力網に接続された電力管理装置と、需要家に配設された電力負荷及び複数の蓄電池とを含み、前記電力管理装置は、現在時刻からデマンド時限の終了時刻までの所要需給調整電力量と、前記複数の蓄電池の状態の変動に応じた電力制御を行う残量差補正実施判定部と残量差補正実施処理部とを含み、残量差補正実施判定部は、複数の蓄電池全般に対する制御方法として充電、放電または待機状態のいずれかが設定される蓄電制御タイプと、残量と劣化情報を含む蓄電池の状態と、に関する所定の条件が満たされる場合であって、前記所要需給調整電力量が、前記複数の蓄電池を現在時刻からデマンド時限の終了時刻までに使用した場合の充放電可能電力量より小さい場合に、前記複数の蓄電池間の残量差を抑制するための残量差補正処理を実施すると判定し、残量差補正実施処理部は、前記残量差補正処理を実施すると判定した場合に、前記所要需給調整電力量を満たし、前記複数の蓄電池間の残量差を抑制するよう前記複数の蓄電池の充放電を制御することを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る電力管理システムにおいて、前記蓄電池の劣化情報とは、蓄電池劣化度及び累計サイクル数の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。

更に、上記課題を解決するため、本発明に係る電力管理方法は、残量差補正実施判定部により、複数の蓄電池全般に対する制御方法として充電、放電または待機状態のいずれかが設定される蓄電制御タイプと、残量と劣化情報を含む蓄電池の状態と、に関する所定の条件が満たされる場合であって、現在時刻からデマンド時限の終了時刻までの所要需給調整電力量が、需要家に配設された複数の蓄電池を現在時刻からデマンド時限の終了時刻までに使用した場合の充放電可能電力量より小さい場合に、前記複数の蓄電池間の残量差を抑制するための残量差補正処理を実施すると判定するステップと、残量差補正実施処理部により、前記残量差補正処理を実施すると判定した場合に、前記所要需給調整電力量を満たし、前記複数の蓄電池間の残量差を抑制するよう前記複数の蓄電池の充放電を制御するステップと、を含むことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る電力管理方法において、前記蓄電池の劣化情報とは、蓄電池劣化度及び累計サイクル数の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。

本発明によれば、蓄電池間の残量差発生、残量差補正処理によって発生するデマンド時限内需給調整量の不足、及び残量差補正処理によって発生する蓄電池の劣化、を抑制することができる。

蓄電池使用台数別の最大充放電電力量及び最小充放電電力量を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電力管理システムの概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電力管理装置１の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る蓄電池システム２の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る電力管理装置１の蓄電制御内容設定処理の動作フローを示す図である。 本発明の一実施形態に係る電力管理装置１の残量差補正実施判定処理の動作フローを示す図である。 本発明の一実施形態に係る蓄電池１及び蓄電池２のＳＯＣ（残量）状況を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電力管理装置１の残量差補正実施処理の動作フローを示す図である。 本発明の一実施形態に係る電力管理装置１の残量差補正実施処理における時間と充放電電力量との関係を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

［システム構成］
本電力管理システムは、電力系統に関して需要側又は供給側の電力系統で使用される電気エネルギーを管理する機器と電力系統に接続された複数台の蓄電池とから主に構成される。本システムは、需要家に配設された電力負荷をも含む。蓄電池は例えば、需要家がデマンド時限に対して電力系統で使用される需要電力量の需給調整を行うために使用される。なお、本システムの構成範囲は系統連系又は自立運転であり、Ｎｅｔｗｏｒｋ５を介したネットワーク機器への接続は任意である。

図２Ａは、本発明の一実施形態に係る電力管理システムの概略構成を示す図である。本実施形態においては、電力管理装置１と、蓄電池システム２と、発電機器制御システム３と、発電機器４と、Ｎｅｔｗｏｒｋ５と、電力系統６とが接続されている。蓄電池システム２は、蓄電池システム＿１ ２ａ、蓄電池システム＿２ ２ｂ・・・蓄電池システム＿ｎ ２ｎの１以上の蓄電池システムを有する。発電機器４は、発電機器＿１ ４ａ、発電機器＿２ ４ｂ・・発電機器＿ｍ ４ｍの１以上の発電機器を有する。

以下、より具体的に電力管理装置１及び蓄電池システム２の構成について説明する。

図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る電力管理装置１の機能ブロック図である。電力管理装置１は、電力網に接続され、制御部１１と、通信部１２と、制御タイプ決定部１３と、制御内容設定部１４と、制御タイプ判定部１５と、残量差補正実施判定部１６と、計算部１７と、残量差補正実施処理部１８と、記憶部１９とを有する。本発明に係る電力管理装置１の各機能を説明するが、電力管理装置１が備える他の機能を排除することを意図したものではないことに留意されたい。電力管理装置１は、コンピュータとして構成することができる。電力管理装置１は、制御部１１から残量差補正実施処理部１８までの各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、当該コンピュータの記憶部１９に格納し、当該コンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ）によってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。

制御部１１は、電力管理装置１の各種動作を制御する。例えば、制御部１１は、計算部１７に蓄電池１台による充放電時間の計算を行わせる。また、制御部１１は、残量差補正実施処理部１８で本決定した制御内容を、通信部１２を介して蓄電池２２に送信することで、蓄電池２２を制御する。

通信部１２は、蓄電池システム２、発電機器制御システム３、Ｎｅｔｗｏｒｋ５、電力系統６等と通信する。

制御タイプ決定部１３は、取得した計測データと事前計画値を基に現在時刻からデマンド時限までの電力目標値を算出し、電力算出と同時に蓄電制御タイプ（充電、放電又は待機状態）を決定する。

制御内容設定部１４は、「現在時刻からデマンド時限までの所要需給調整電力量（デマンド時限毎の所要需給調整電力量）」と「現在時刻からデマンド時限までの充放電可能電力量」を比較し、前者の方が小さい場合は蓄電制御内容を待機状態に設定する。他方、前者が後者以上である場合は蓄電制御内容を、制御タイプ決定部１３で決定した蓄電制御タイプへと一致させるように設定する。

制御タイプ判定部１５は、現在時刻からデマンド時限までの蓄電制御タイプを判定する。

残量差補正実施判定部１６は、制御タイプ、蓄電池ＳＯＣ状態、累計サイクル数等に応じて蓄電制御内容を仮決定する。更に、残量差補正実施判定部１６は、「Ｐｓｄ：現在時刻からデマンド時限までの所要需給調整電力量」と「（Ｐｏｕｔ／６０）（ｔｄ−ｔｎ−ｔｍ）：現在時刻からデマンド時限までの間に蓄電池２台を使用した場合の充放電可能電力量」を比較し、前者が後者より小さい場合には残量差補正を実施すると判定する。Ｐｏｕｔとは、全ての蓄電池（本実施形態では２台）の出力の合計であり、すなわち、蓄電池１の定格出力（Ｐｏｕｔ＿１）と蓄電池２（Ｐｏｕｔ＿２）の定格出力の和である。定格出力は、１時間あたりの定格出力である。ｔｄとはデマンド時限を、ｔｎとは現在時刻を、ｔｍとは余白時間をさす。

計算部１７は、蓄電池１台による充放電時間ｔ１［ｍｉｎ］の計算を行う。ｔ１は、残量差抑制を満たし且つ所要需給調整電力量を満たす（充放電電力量と所要需給調整電力量とを一致させる）ために算出される充放電時間である。ｔ１の算出式は後述する。

残量差補正実施処理部１８は、「ΔＰ：残量差を埋めるために必要な充放電可能電力量」と「（Ｐｏｕｔ＿ｕｓｅ／６０）ｔ１：ｔ１［ｍｉｎ］蓄電池１台を使用した場合の充放電可能電力量」を比較し、現在時刻において個々の蓄電池に対して充放電を開始するかどうか判定する。残量差補正実施処理部１８は、前者が後者よりも小さい場合、蓄電池１及び蓄電池２の蓄電制御内容を待機状態（Ｗａｉｔ）に変更する。一方前者が後者以上である場合は、残量差補正実施処理部１８は、仮決定した蓄電制御内容を本決定とし、更に、使用しない蓄電池の制御内容を待機状態（Ｗａｉｔ）に変更する。

記憶部１９は、上述した各部の処理を行うために必要な情報として、例えば、計測データや仮決定した蓄電制御内容等を記憶する。

図２Ｃは、本発明の一実施形態に係る蓄電池システム２の機能ブロック図である。蓄電池システム２は、ＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）２１と蓄電池２２を有する。蓄電池システム２は、例えば、需要家がデマンド時限毎にその電力系統６で使用される電力需要量の需給調整を行うために使用される。本発明に係る蓄電池システム２の各機能を説明するが、蓄電池システム２が備える他の機能を排除することを意図したものではないことに留意されたい。

上述した各機能ブロックの数は１つに限定されず、複数備えて、処理を分割してもよい。また、機能ブロックのいくつかを統合してもよい。

［蓄電制御内容設定処理］
図３は、電力管理装置１の蓄電制御内容設定処理の動作フローを示す図である。この処理は、概して、計測データを基に現在時刻からデマンド時限までの目標値と蓄電制御タイプを決定した後、現在時刻において接続された全ての蓄電池の充放電を開始するかどうかの判断を行う処理である。蓄電制御内容設定処理は、例えば、計測データの読み込み周期が１分間となっていることに合わせて、１分毎に実施される。

図３を参照するに、電力管理装置１の制御タイプ決定部１３は、ＰＶ（ＰｈｏｔｏＶｏｌｔａｉｃｓ）、蓄電池残量（ＳＯＣ）又は電力量計等の計測データを読み込む（ステップＳ１）。計測データの読み込み周期は例えば１分間であるが、これに限られない。次に、制御タイプ決定部１３は、取得した計測データと事前計画値を基に現在時刻からデマンド時限までの電力目標値を算出し、算出と同時に蓄電制御タイプを決定する（ステップＳ２）。

蓄電制御タイプとは、現在時刻からデマンド時限までの蓄電池の制御方法であり、具体的には充電、放電又は待機状態（Ｗａｉｔ）の少なくともいずれかである。蓄電制御タイプは、現在時刻から充放電を開始する必要がない場合も想定されるため、蓄電制御内容とは別の制御方法として用意される。

制御内容設定部１４は、「現在時刻からデマンド時限までの所要需給調整電力量」と「現在時刻からデマンド時限までの充放電可能電力量」を比較し、前者の方が小さい場合は蓄電制御内容を待機状態に設定する（ステップＳ３）。他方、前者が後者以上である場合は、制御内容設定部１４は、蓄電制御内容を、ステップＳ２で決定した蓄電制御タイプと一致させる（ステップＳ３）。蓄電制御内容とは、現在時刻から１分間の蓄電池の制御方法であり、充電、放電及び待機状態の少なくともいずれかである。蓄電制御内容は、通信部１２を介して蓄電池システム２に通知され、その結果として蓄電池システム２は制御される。

［残量差補正実施判定処理］
図４Ａは、電力管理装置１の残量差補正実施判定処理の動作フローを示す図である。この処理は、概して、蓄電制御タイプと、累計サイクル数及び蓄電池ＳＯＣ状態等が示す蓄電池の状態の変動と、を基に残量差補正処理を実施するかどうかの判定を行う処理である。更にこの判定処理で、「現在時刻からデマンド時限まで残量差補正処理を実施することで需給調整が間に合わなくなる場合」は、残量差補正は実施されずに終了する。本実施形態では、蓄電池が２台の場合を説明するが、３台以上であってもよい。

制御タイプ判定部１５は、ステップＳ２で決定された、現在時刻からデマンド時限までの蓄電制御タイプが何かを判定する（ステップＳ１１）。制御タイプ判定部１５は、判定された蓄電制御タイプに応じて、以下のような所定の条件に基づいた条件判定を行う。

蓄電制御タイプが充電である場合、残量差補正実施判定部１６は、以下の条件（ｉ）又は（ｉｉ）のいずれかが成立しているかどうかを判定する（ステップＳ１２）。なお、この条件は、本発明の「第１の条件」に対応する。
（ｉ）［ＳＯＣ状態：蓄電池１＜蓄電池２］且つ［累計サイクル数：蓄電池１＜蓄電池２］
（ｉｉ）［ＳＯＣ状態：蓄電池１＞蓄電池２］且つ［累計サイクル数：蓄電池１＞蓄電池２］
（ｉ）又は（ｉｉ）のいずれかが成立している場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）、残量差補正実施判定部１６は、ＳＯＣ（残量）の少ない蓄電池（蓄電池１又は蓄電池２）の蓄電制御内容を充電に仮決定する（ステップＳ１３）。一方（ｉ）及び（ｉｉ）のいずれも成立していない場合（ステップＳ１２のＮｏ）、残量差補正実施判定処理を終了する。なお、累計サイクル数とは本発明の「劣化情報」の一例であり、累計サイクル数以外に、蓄電池劣化度及び使用温度等を使用してもよい。

蓄電制御タイプが放電である場合、残量差補正実施判定部１６は、以下の条件（ｉ）又は（ｉｉ）のいずれかが成立しているかどうかを判定する（ステップＳ１４）。なお、この条件は、本発明の「第２の条件」に対応する。
（ｉ）［ＳＯＣ状態：蓄電池１＜蓄電池２］且つ［累計サイクル数：蓄電池１＞蓄電池２］
（ｉｉ）［ＳＯＣ状態：蓄電池１＞蓄電池２］且つ［累計サイクル数：蓄電池１＜蓄電池２］
（ｉ）又は（ｉｉ）のいずれかが成立している場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）、残量差補正実施判定部１６は、ＳＯＣ（残量）の多い蓄電池（蓄電池１又は蓄電池２）の蓄電制御内容を放電に仮決定する（ステップＳ１５）。このような判定方法により、余分なサイクル数の消費を防ぎ、累計サイクル数に差を発生させないようにすることができる。一方（ｉ）及び（ｉｉ）のいずれも成立していない場合（ステップＳ１４のＮｏ）、残量差補正実施判定処理を終了する。

ステップＳ１３及びステップＳ１５の後、残量差補正実施判定部１６は、「Ｐｓｄ：現在時刻からデマンド時限までの所要需給調整電力量」と「（Ｐｏｕｔ／６０）（ｔｄ−ｔｎ−ｔｍ）」を比較し、残量差補正処理を実施するかどうかを判定する（ステップＳ１６）。

残量差補正実施判定部１６は、前者のほうが小さい場合にのみ、残量差補正処理を実施すると判定する（ステップＳ１６のＹｅｓ）。一方、残量差補正実施判定部１６は、前者が後者以上である場合に、残量差補正処理を実施しないと判定し、残量差補正実施判定処理を終了する（ステップＳ１６のＮｏ）。

蓄電制御タイプが待機状態である場合、残量差補正実施判定部１６は、残量差補正実施判定処理を終了する（ステップＳ１７）。

図４Ｂは、ＳＯＣ（残量）状況を示す図である。図４Ｂは一例として蓄電池１のＳＯＣが蓄電池２のＳＯＣよりも大きい場合を示しており、その差をΔＰで表す。ΔＰは、後述の残量差補正実施処理において用いられる。

［残量差補正実施処理］
図５Ａは、残量差補正実施処理の動作フローを示す図である。この処理は、概して、現在時刻において個々の蓄電池に対して充放電を開始するかどうかの判定を行い、所要需給調整電力量を満たせるよう、判定結果に応じて各蓄電制御内容を本決定して電力制御を行う処理である。この処理は、デマンド時限内の経過時間に応じた異なる制御を行う処理ともいうことができる。

残量差補正実施判定部１６が残量差補正処理を実施すると判定した場合、計算部１７は、蓄電池１台による充放電時間ｔ１［ｍｉｎ］の計算を行う（ステップＳ２１）。ここで(Ｐｏｕｔ＿ｕｓｅ／６０)ｔ１＋(Ｐｏｕｔ／６０)ｔ２＝Ｐｓｄ、ｔ１＋ｔ２＝ｔｄ−ｔｎ−ｔｍとの条件のもと、ｔ１＝（ｔｄ−ｔｎ−ｔｍ）／｛１−（Ｐｏｕｔ＿ｕｓｅ／Ｐｏｕｔ）｝−Ｐｓｄ／｛（Ｐｏｕｔ−Ｐｏｕｔ＿ｕｓｅ）／６０｝によりｔ１を求める。

Ｐｏｕｔ＿ｕｓｅとはステップＳ１３又はステップＳ１５で仮決定した蓄電池の定格出力であり、Ｐｏｕｔ＿１又はＰｏｕｔ＿２に等しい。ｔ１とは蓄電池１台による充放電時間であり、ｔ２とは蓄電池２台による充放電時間である。なお、放電を行う場合であって且つ１分間の計測データ（負荷）が５ｋＷ未満の場合は、ｔ１＝ｔｄ−ｔｎ−ｔｍとする。なお、ｔ２についてはｔ２＝ｔｄ−ｔｎ−ｔｍ−ｔ１より算出可能であるが、本実施形態でｔ２を使用しないため、必ずしも算出を実施する必要はない。

残量差補正実施処理部１８は、「ΔＰ：残量差を埋めるために必要な充放電可能電力量」と「（Ｐｏｕｔ＿ｕｓｅ／６０）ｔ１：ｔ１［ｍｉｎ］の間、蓄電池１台を使用した場合の充放電可能電力量」を比較し、現在時刻において個々の蓄電池に対して充放電を開始するかどうか判定する（ステップＳ２２）。残量差補正実施処理部１８は、前者が後者よりも小さい場合（ステップＳ２２のＮｏ）、蓄電池１及び蓄電池２の蓄電制御内容を待機状態（Ｗａｉｔ）に変更する（ステップＳ２３）。

本実施形態では需給調整量に対して時間的余裕がある場合、蓄電制御内容を待機状態としている。この理由は、需給調整量の算出過程において過去の実績値を使用する方法がよく用いられているためである。実績値が多いほど需給調整量の精度が高くなるため、デマンド時限に対して時間的余裕がある場合の蓄電制御は、すぐに実施せず、後で実施することになる。

一方前者が後者以上である場合（ステップＳ２２のＹｅｓ）、残量差補正実施処理部１８は、ステップＳ１３及びステップＳ１５で仮決定した蓄電制御内容を本決定とし（ステップＳ２４）、更に、使用しない蓄電池の制御内容を待機状態（Ｗａｉｔ）に変更する（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２４の状態は、現在時刻からｔ１＋ｔ２の間、蓄電制御を実施しなければ需給調整量を満たすことができない状態である。実際に充放電制御を行った場合の、時間と充放電電力量との関係を示す図を図５Ｂに示す。

本実施形態のように、蓄電池のＳＯＣ（残量）の状況、蓄電池の累計サイクル数及び現在時刻から次のデマンド時限開始時刻までの蓄電制御タイプに応じて残量差補正の実施判定を行うことで、残量差補正処理によって発生する蓄電池の劣化を抑制することができる。

また、「残量差補正処理による充放電可能電力量」と「現在時刻から次デマンド時限開始時刻までの所要需給調整電力量」を比較して残量差補正処理の実施判定を行うことで、蓄電池間の残量差発生を抑制し、かつ「残量差補正処理によって発生するデマンド時限内需給調整量の不足」を抑制することができる。

本実施形態では、蓄電池が２台の場合を説明したが、３台以上の場合にも同様に需給調整及びサイクル数の両方を考慮した処理方法として本方法を適用することができる。３台以上の場合にも、需給調整を優先し、充電時には残量の最も小さい電池を優先的に充電し、放電時には残量の最も多い電池を優先的に放電する。

これらの本発明に係る電力管理装置１をコンピュータで構成した場合、各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、そのコンピュータの内部又は外部の記憶部に格納しておき、そのコンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ）によってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。また、このようなプログラムは、例えばＤＶＤ又はＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体の販売、譲渡、貸与等により流通させることができるほか、そのようなプログラムを、例えばネットワーク上にあるサーバの記憶部に記憶しておき、ネットワークを介してサーバから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、流通させることができる。また、そのようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラム又はサーバから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶部に記憶することができる。また、このプログラムの別の実施態様として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、更に、このコンピュータにサーバからプログラムが転送される度に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。従って、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲において組み合わせたり一部削除したりするなどして種々変更可能である。

１ 電力管理装置
２ 蓄電池システム
３ 発電機器制御システム
４ 発電機器
５ Ｎｅｔｗｏｒｋ
６ 電力系統
１１ 制御部
１２ 通信部
１３ 制御タイプ決定部
１４ 制御内容設定部
１５ 制御タイプ判定部
１６ 残量差補正実施判定部
１７ 計算部
１８ 残量差補正実施処理部
１９ 記憶部
２１ ＰＣＳ
２２ 蓄電池

Claims (9)

1. 電力網に接続される電力管理装置において、
   複数の蓄電池全般に対する制御方法として充電、放電または待機状態のいずれかが設定される蓄電制御タイプと、残量と劣化情報を含む蓄電池の状態と、に関する所定の条件が満たされる場合であって、現在時刻からデマンド時限の終了時刻までの所要需給調整電力量が、需要家に配設された複数の蓄電池を現在時刻からデマンド時限の終了時刻までに使用した場合の充放電可能電力量より小さい場合に、前記複数の蓄電池間の残量差を抑制するための残量差補正処理を実施すると判定する残量差補正実施判定部と、
   前記残量差補正処理を実施すると判定した場合に、前記所要需給調整電力量を満たし、前記複数の蓄電池間の残量差を抑制するよう前記複数の蓄電池の充放電を制御する残量差補正実施処理部と
   を備えることを特徴とする電力管理装置。
2. 請求項１に記載の電力管理装置において、
   前記蓄電池の劣化情報とは、蓄電池劣化度及び累計サイクル数の少なくともいずれかを含むことを特徴とする電力管理装置。
3. 請求項１又は２に記載の電力管理装置において、
   取得した計測データと事前計画値を基に現在時刻からデマンド時限の終了時刻までの電力目標値を算出し前記蓄電制御タイプを決定する制御タイプ決定部を更に含むことを特徴とする電力管理装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電力管理装置において、
   前記残量差補正実施判定部は、前記蓄電制御タイプが充電の場合であって前記残量及び前記劣化情報に関する第１の条件が満たされる場合、前記残量が少ない蓄電池の蓄電制御内容を充電に仮決定し、前記蓄電制御タイプが放電の場合であって前記残量及び前記劣化情報に関する第２の条件が満たされる場合、前記残量が多い蓄電池の前記蓄電制御内容を放電に仮決定することを特徴とする電力管理装置。
5. 請求項４に記載の電力管理装置において、
   前記残量差補正実施処理部は、残量差を埋めるために必要な充放電可能電力量が、残量差抑制と所要需給調整電力量を満たすために算出された充放電時間の間、蓄電池１台を使用した場合の充放電可能電力量より少ない場合に、前記蓄電制御内容を待機状態に変更し、そうでない場合に前記仮決定した前記蓄電制御内容を本決定とすることを特徴とする電力管理装置。
6. 電力網に接続された電力管理装置と、需要家に配設された電力負荷及び複数の蓄電池とを含む電力管理システムであって、
   前記電力管理装置は、現在時刻からデマンド時限の終了時刻までの所要需給調整電力量と、前記複数の蓄電池の状態の変動に応じた電力制御を行う残量差補正実施判定部と残量差補正実施処理部とを含み、
   残量差補正実施判定部は、複数の蓄電池全般に対する制御方法として充電、放電または待機状態のいずれかが設定される蓄電制御タイプと、残量と劣化情報を含む蓄電池の状態と、に関する所定の条件が満たされる場合であって、前記所要需給調整電力量が、前記複数の蓄電池を現在時刻からデマンド時限の終了時刻までに使用した場合の充放電可能電力量より小さい場合に、前記複数の蓄電池間の残量差を抑制するための残量差補正処理を実施すると判定し、
   残量差補正実施処理部は、前記残量差補正処理を実施すると判定した場合に、前記所要需給調整電力量を満たし、前記複数の蓄電池間の残量差を抑制するよう前記複数の蓄電池の充放電を制御する
   ことを特徴とする電力管理システム。
7. 請求項６に記載の電力管理システムにおいて、
   前記蓄電池の劣化情報とは、蓄電池劣化度及び累計サイクル数の少なくともいずれかを含むことを特徴とする電力管理システム。
8. 残量差補正実施判定部により、複数の蓄電池全般に対する制御方法として充電、放電または待機状態のいずれかが設定される蓄電制御タイプと、残量と劣化情報を含む蓄電池の状態と、に関する所定の条件が満たされる場合であって、現在時刻からデマンド時限の終了時刻までの所要需給調整電力量が、需要家に配設された複数の蓄電池を現在時刻からデマンド時限の終了時刻までに使用した場合の充放電可能電力量より小さい場合に、前記複数の蓄電池間の残量差を抑制するための残量差補正処理を実施すると判定するステップと、
   残量差補正実施処理部により、前記残量差補正処理を実施すると判定した場合に、前記所要需給調整電力量を満たし、前記複数の蓄電池間の残量差を抑制するよう前記複数の蓄電池の充放電を制御するステップと、を含むことを特徴とする電力管理方法。
9. 請求項８に記載の電力管理方法において、
   前記蓄電池の劣化情報とは、蓄電池劣化度及び累計サイクル数の少なくともいずれかを含むことを特徴とする電力管理方法。