JP6269675B2 - 電力管理システムおよび電力管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の充電器への給電を管理する電力管理システムおよび電力管理方法に関する。

現在、使用される電気エネルギーの多くは原子力発電および火力発電によって得られている。しかし、近年は、より安全な発電方式への要求が高まりつつあり、また、火力発電に必要な石油資源の枯渇が懸念されることから、風力等の自然エネルギーを利用した発電の研究が盛んになされている。一方、電力の需要については、電気機器のさらなる増加や電気自動車の普及が見込まれるため、今後も増加傾向にあると考えられる。

このように、自然エネルギーによる不安定な発電が増加する一方で、電力需要が増加するという状況の中、電力系統を効率よく安定して利用するニーズが高まっている。

特許文献１（特開２０１１−１９９９５３号公報）には、電気自動車の電池を使用して電力系統における電力供給を安定化させるシステムが開示されている。このシステムによれば、電気自動車の電池の容量の一部が、電力系統安定化のために使用する共用利用容量に割り当てられる。電気自動車が、所定の放電時間帯において電力系統に接続されると、共用利用容量分が、電池から電力系統へ放電される。

特許文献２（特開２０１１−２４３３４号公報）には、１台の充電器に、充電のために電気自動車に接続される複数の出力端子設け、これら複数の出力端子をスイッチにより任意に切り替え可能とした充電システムが開示されている。この充電システムによれば、充電終了後に電気自動車が出力端子に接続されたままになっていたとしても、空きの出力端子がある限りは次の電気自動車に対して充電することが可能である。

特許文献３（国際公開第２０１２／１１８１８４号）には、複数の充電器が同時に動作する環境で充電中の電気自動車の余剰電力を他の充電器へ割り当て、これによって充電効率を向上させる充電制御システムが開示されている。

特許文献１：特開２０１１−１９９９５３号公報
特許文献２：特開２０１１−２４３３４号公報
特許文献３：国際公開第２０１２／１１８１８４号

しかしながら、特許文献１に記載されたシステムでは、電力供給の安定化のために、電気自動車の電池に貯えられている容量の一部を共用利用している。よって、その分だけ、電気自動車の動作に利用される容量が少なくなり、結果的に、ユーザの利便性が損なわれてしまう。

特許文献２に記載されたシステムは、１台の充電器に複数の電気自動車を接続できるようにすることによって、その充電器の稼働効率を向上させるだけである。例えば、充電ステーションが複数の充電器を有し、ある充電器の充電動作終了後、他の充電器が充電動作中である場合、充電動作が終了した充電器が次の電気自動車のための充電動作を開始するまでの間、充電終了によって未使用電力が発生する。特許文献３に記載されたシステムでは、複数の充電器が同時に作動する環境で、充電中の電気自動車の余剰電力を他の充電器へ割り当てることで効率的に充填を行っているが、充電終了によって未使用電力が発生する点は同様である。このように、引用文献２、３に記載された発明においては、充電器の充電動作終了により未使用電力が発生した場合、その未使用電力を活用することができない。未使用電力は、電気自動車の充電が終了した場合のみならず、太陽光発電において余剰電力が発生した場合や、デマンドレスポンスにおいて余剰通知が発せられた場合などにも発生し、これらすべての未使用電力の有効活用が求められる。

本発明は、ユーザの利便性を損なうことなく、未使用電力を有効活用することを目的とする。

本発明の電力管理システムは、複数の充電器と、
前記複数の充電器への給電を管理する電力管理サーバと、
を有し、
前記複数の充電器は、定電流定電圧充電方式により蓄電池を充電するものであり、
前記電力管理サーバは、
前記複数の充電器のうち充電動作中の充電器が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかを判定するように構成された充電区間判定部と、
前記定電流充電区間で充電動作中の充電器の少なくとも１つに、充電動作中の充電器の他の充電器から電力を割り当てるように構成された電力割り当て決定部と、
を有する。

本発明の電力管理方法は、定電流定電圧充電方式にて蓄電池を充電する複数の充電器への給電を管理する方法であって、
前記複数の充電器のうち充電動作中の充電器が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかを判定するステップと、
前記定電流充電区間で充電動作中の充電器の少なくとも１つに、充電動作中の充電器の他の充電器から電力を割り当てるステップと、
を有する。

本発明の電力管理装置は、複数の充電器への給電を管理する電力管理装置であって、
前記複数の充電器のうち、充電動作中の充電器が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかを判定する充電区間判定部と、
前記定電流充電区間で充電動作中の充電器の少なくとも１つに、充電動作中の充電器の他の充電器から電力を割り当てる電力割り当て決定部と、
を有する。

本発明によれば、ある原因で生じた未使用電力を、充電動作中の他の充電器に割り当てる際に、充電区間や充電開始時刻に応じて割り当てることで、充電時間を短縮し、ユーザの充電終了待ち時間を短縮することができる。

本発明の一実施形態による電力管理システムのブロック図である。 図１に示す電力管理サーバに含まれる記憶装置の構成例を示すブロック図である。 本発明による電力管理手順の具体例を説明するためのシステムの一例を示すブロック図である。 本発明による電力管理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明による電力管理手順の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明について図面を参照しつつ詳細に説明する。本発明において、「サーバ」とは「サーバコンピュータ」を意味し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどの記憶デバイス、および他の機器との間での入出力インターフェースを備えることができる。ＲＯＭには、サーバ動作用のコンピュータプログラムを実装することができ、サーバは、このコンピュータプログラムにしたがった所定の動作を実行する。コンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤあるいはリムーバブルメモリなどの記憶媒体に記録されたものを、適宜の読み出し装置を用いてサーバに実装したものであってもよいし、ネットワークを介してサーバにダウンロードしたものであってもよい。

図１を参照すると、本発明の一実施形態による電力管理システム１のブロック図が示されている。本形態の電力管理システム１は、エネルギー管理装置１００、充放電管理装置２００、および複数の充電拠点（充電装置）を有している。なお、図１では、電力線を実線で示し、ネットワーク線を破線で示している。

エネルギー管理装置１００は、発電所１５０での電力供給量と地域内での電力需要の管理を行うＣＥＭＳ（Community Energy Management System）サーバ１１０を保有している。充放電管理装置２００は、充電拠点として複数の店舗３００を管理している。充放電管理装置２００および複数の店舗３００は、同一の充電サービス事業者によって運営されていてもよいし、別々の充電サービス事業者によって運営されていてもよい。充放電管理装置２００は、ＣＥＭＳサーバ１１０から送られる地域のデマンドレスポンス電力需給調整に応じて各店舗３００を管理することができ、各店舗３００の管理のための運用管理サーバ２１０および店舗情報管理サーバ２２０を有している。

本実施形態では、充放電管理装置２００は、特に、電気自動車（以下、「ＥＶ」ともいう）の充電サービス事業者による充電サービスに適用されるものであることができ、店舗３００は、ＥＶへの充電ステーションであることができる。以下、ＥＶへの充電ステーションでの電力管理を例に、本実施形態を説明する。

店舗情報管理サーバ２２０は、各店舗３００の情報を各店舗３００から取得し、格納している。各店舗３００の情報としては、各店舗３００の営業時間、充電設備、需要予測、ＥＶの１日あたりの来店台数予測などを含むことができる。充電設備とは、例えば、急速充電器３５０の台数や性能に関する情報である。運用管理サーバ２１０は、店舗情報管理サーバ２２０から各店舗３００の情報を取得し、取得した情報に基づいて、各店舗３００の運営を管理する。さらにはＣＥＭＳサーバ１１０から送信された、デマンドレスポンスなどの電力供給に関する情報に基づいて、各店舗３００の運営を管理することもできる。

店舗３００はそれぞれ、電力管理サーバ３１０、受電装置３２０、系統電力制御部３２５および電力利用設備として複数の急速充電器３５０、蓄電池制御装置３３０を有している。

電力管理サーバ３１０は、充放電管理装置２００からの指令に基づいて、受電装置３２０、蓄電池制御装置３３０および急速充電器３５０を制御する。受電装置３２０は、発電所１５０からの交流電流を直流電流に変換し、蓄電池制御装置３３０および複数の急速充電器３５０に給電する。従って、複数の急速充電器３５０には共通の電力系統から給電される。蓄電池制御装置３３０は、電力管理サーバ３１０からの指令により、蓄電池３４０への充電および放電を行う。よって、蓄電池制御装置３３０ではなく蓄電池３４０を電力利用設備ということもできる。また、蓄電池制御装置３３０および蓄電池３４０はすべての店舗３００に備えられている必要はない。

蓄電池３４０は任意の蓄電池であって良く、その形態や容量などは特に限定されない。蓄電池３４０の形態としては、ＥＶに搭載されている蓄電池を含むことができる。

急速充電器３５０は、ＥＶに搭載されている蓄電池を充電するための充電器とすることができる。通常、急速充電器３５０は、充電開始時に確保した電力を、ＥＶの充電完了まで確保し続ける。一方、ＥＶに搭載されている蓄電池がリチウムイオン電池である場合、そのリチウムイオン電池は定電流定電圧充電方式で充電される。定電流定電圧充電というのは、充電当初は定電流で充電していき、徐々に電圧が高くなり、電圧が規定の電圧に達すると、その電圧を超えないように充電電流を小さくしていく方法である。定電圧充電区間では、急速充電器３５０が最初に確保した電力よりも少ない電力で充電することが可能である。なお、図１では２台の急速充電器３５０が示されているが、急速充電器３５０の数は３台以上であってもよい。

電力管理サーバ３１０は、運用管理サーバ２１０が各店舗３００を管理するのに用いる、前述したような店舗３００の情報や、店舗３００での電力利用設備の稼働状況を定期的に店舗情報管理サーバ２２０に送信する。また、電力管理サーバ３１０は、適宜の通信手段によって各急速充電器３５０および蓄電池制御装置３４０との間で電気信号の送受信が可能とされており、複数の急速充電器３５０の充電動作状況に応じて、電力系統からの給電を管理する。

より詳しくは、電力管理サーバ３１０は、記憶装置３１１、充電区間判定部３１２および電力割り当て決定部３１３を有することができる。充電区間判定部３１２は、現在時刻での充電が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかを判定する。電力割り当て決定部３１３は、充電動作中の急速充電器３５０の少なくとも１つへの、他の急速充電器からの電力の割り当てを決定する。割り当てる電力は、例えば、ある急速充電器３５０でのＥＶの充電の終了後、充電終了によって生じた未使用電力であってよい。

記憶装置３１１は、電力割り当て決定部３１３が電力の割り当てを決定するのに必要なデータを保持する。そのため、電力割り当て決定部３１３は、各急速充電器３５０から必要なデータを取得して記憶装置３１１に保持させる。そして、電力割り当て決定部３１３は、電力の割り当てに際しては、各急速充電器３５０の充電動作状況に応じて、記憶装置３１１に保持されたデータ、および／または充電区間判定部３１２での判定結果を利用することができる。

記憶装置３１１は、例えば図１Ａに示すように、充電開始時刻保持部３１１ａ、割り当て前充電電力値保持部３１１ｂおよび割り当て後充電電力値保持部３１１ｃを有することができる。充電開始時刻保持部３１１ａは、各急速充電器３５０の充電開始時刻をデータとして保持する。割り当て前充電電力値保持部３１１ｂは、電力割り当て前の、ＥＶへの充電電力値を保持する。割り当て後充電電力値保持部３１１ｃは、電力割り当て後の、ＥＶへの充電電力値を保持する。記憶装置３１１は、これらをすべて含んでいる必要はなく、電力割り当て決定部３１３がどのようなデータを利用して電力の割り当てを決定するかに応じて、必要なデータを保持できるように構成されていればよい。例えば、記憶装置３１１は、上記の３つの保持部のうち１つまたは２つの保持部のみを有していてもよいし、これらの保持部に代えて、あるいは加えて、他のデータを保持する保持部を有していてもよい。

次に、上述した電力管理システム１による電力管理の例について、ＥＶ充電サービスにおける電力管理を例に挙げて説明する。

（例１：定電流充電区間で充電中の急速充電器へ割り当て）
複数の急速充電器３５０により複数のＥＶが充電されている状況で、１台の急速充電器３５０の充電動作が終了した場合を考える。充電動作の終了により、充電動作が終了した急速充電器３５０に与えられていた分の未使用電力が発生する。電力割り当て決定部３１３は、発生した未使用電力を、定電流充電区間で充電動作中の急速充電器３５０に割り当てる。

前述したように、リチウムイオン電池の充電には定電流定電圧充電が採用されている。定電流充電区間では、時間の経過とともに電圧が上昇していく、すなわち時間の経過とともに利用電力も増加していくので、未使用電力をさらに付加することによって未使用電力を有効活用できる可能性がある。しかし、定電圧充電区間では、利用電力は時間の経過とともに小さくなるので、未使用電力を割り当てたとしてもほとんど利用されない場合もある。

そこで、急速充電器３５０による充電が定電流定電圧充電による充電である場合は、充電中の急速充電器３５０が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかに応じて未使用電力の割り当てを決定することが好ましい。充電区間判定部３１２は、充電中の急速充電器３５０の電圧値および電流値をそれぞれ所定の時間ごとにデータとして取得し、取得した電圧値および電流値の推移から、急速充電器３５０による充電が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかを判定するように構成されている。

充電区間判定部３１２による判定の結果、定電流充電区間で充電中の急速充電器３５０が存在していれば、電力割り当て決定部３１３は、定電流充電区間で充電中の急速充電器３５０のうち充電開始時刻が最も早い急速充電器３５０に未使用電力を割り当てる旨の指令を受電装置３２０に送信する。これによって、未使用電力は、定電流区間で充電中の急速充電器３５０のうち、充電開始時刻が最も早い急速充電器３５０に割り当てられる。

なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、電力割り当て決定部３１３が、未使用電力を割り当てる旨の指令を受電装置３２０に送信することを、単に、「未使用電力を割り当てる」ともいう。

以上のように、電力を付加して効果のある定電流充電区間で充電中の急速充電器３５０に未使用電力を割り当てることで、より効果的に充電時間を短縮でき、ユーザの充電終了待ち時間を短縮することができる。

例１では、定電流充電区間で充電中の急速充電器３５０が１台のみである場合、未使用電力を割り当てる急速充電器３５０は、その１台の急速充電器３５０とされる。定電流充電区間で充電中の急速充電器３５０が複数台ある場合は、未使用電力を、そのうちの１台のみに割り当ててもよいし、複数台に割り当ててもよい。

一方、定電流充電区間で充電中の急速充電器３５０が存在しない場合、すなわち充電中のすべての急速充電器３５０が定電圧充電区間で充電を実行している場合は、電力割り当て決定部３１３は、急速充電器３５０への電力割り当て用の指令を送信しない。つまり、この場合は、未使用電力は急速充電器３５０へは割り当てられない。

割り当てられなかった未使用電力は、売電することができる。売電することによって、地域の電力需給調整に貢献することができる。あるいは、店舗３００に蓄電池制御装置３３０が併設され、かつ、未充電の蓄電池３４０が存在している場合は、電力割り当て決定部３１３は、蓄電池制御装置３３０に未使用電力を割り当てる旨の指令を受電装置３２０に送信するようにしてもよい。これにより、未使用電力を利用して蓄電池３４０を充電することができ、また、地域の電力需給調整に貢献することができる。

（例２：定電流充電区間＋最も早い充電開始時刻）
例２では、未使用電力をどの急速充電器３５０に割り当てるかを決定するのに、例１で述べた、定電流充電区間で充電中であるかどうかだけでなく、充電開始時刻が最も早いかどうかも考慮される。すなわち、例２では、定電流充電区間で充電中であり、かつ、充電開始時刻が最も早い急速充電器３５０に未使用電力を割り当てる。よって、本例では、記憶装置３１１は充電開始時刻保持部３１１ａを含んでいる。

より詳しくは、電力割り当て決定部３１３は、例１と同様にして急速充電器３５０による充電が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかを判定し、定電流充電区間で現在充電中の急速充電器３５０の充電開始時刻を充電開始時刻保持部３１１ａより取得する。電力割り当て決定部３１３は、取得した急速充電器３５０の充電開始時刻を比較し、そのうち充電開始時刻が最も早い急速充電器３５０に未使用電力を割り当てる旨の指令を受電装置３２０に送信する。指令を受信した受電装置３２０は、電力割り当て決定部３１３からの指令に従って、割り当てることが決定された充電中の急速充電器３５０に電力を付加する。

以上のように、充電終了により生じた未使用電力を他の充電中の急速充電器３５０に割り当てることで、充電中の急速充電器３５０による充電時間を短縮することができる。さらに、未使用電力を割り当てる急速充電器３５０を、充電開始時刻が最も早い急速充電器３５０とすることで、最初に充電を開始したユーザに対して優先的に充電されるように、充電終了待ちのユーザに対する優先順位付けがなされる。

（例３：定電流充電区間＋電力非活用の場合は再充電）
ＥＶ特性（例えば、車種やＥＶに搭載された蓄電池の特性など）によっては、定電流充電区間での充電中に電力を付加しても、付加した電力を活用し得ない場合がある。

そこで、例３では、電力割り当て決定部３１３は、例１で説明した機能に加え、割り当てた未使用電力が活用されているかどうかを判断する機能を有している。さらに、電力割り当て決定部３１３は、未使用電力が活用されていると判断した場合は、電力割り当て決定部３１３は未使用電力の割り当て処理を終了する。一方、未使用電力が活用されていないと判断した場合は、電力割り当て決定部３１３は、未使用電力を割り当てた急速充電器３５０に、ＥＶの再充電処理を行わせる。再充電処理とは、充電動作を途中で一旦終了し、直ちに充電を再開する処理である。この再充電処理により、未使用電力を活用しなかったＥＶに高い電力が与えられるため、未使用電力を活用することができる。

未使用電力が活用されているかどうかの判断は、例えば、未使用電力の割り当て前後でのＥＶへの充電電力値を比較することによって行うことができる。充電電力値の比較のため、記憶装置３１１は、割り当て前充電電力値保持部３１１ｂおよび割り当て後充電電力値保持部３１１ｃを有している。割り当て前充電電力値保持部３１１ｂには、各急速充電器３５０の、未使用電力が割り当てられる前のＥＶへの充電電力値が保持され、割り当て後充電電力値保持部３１１ｃには、未使用電力が割り当てられた急速充電器３５０の、未使用電力が割り当てられた後のＥＶへの充電電力値が保持される。

電力割り当て決定部３１３は、未使用電力を割り当てた後、割り当て前充電電力値保持部３１１ｂおよび割り当て後充電電力値保持部３１１ｃから、未使用電力を割り当てた急速充電器３５０の、未使用電力割り当て前後での充電電力値を取得する。次いで、電力割り当て決定部３１３は、割り当て後の充電電力値と割り当て前の充電電力値とを比較する。比較の結果、割り当て後の充電電力値が割り当て後から５０秒以上、割り当て前の充電電力値を超えることができれば、電力割り当て決定部３１３は、未使用電力を割り当てた急速充電器３５０は割り当てられた電力を活用していると判断する。一方、割り当て後の充電電力値が割り当て後から５０秒以上、割り当て前の充電電力値を超えることができなければ、電力割り当て決定部３１３は、未使用電力を割り当てた急速充電器３５０は割り当てられた電力を活用していないと判断し、未使用電力を割り当てた急速充電器３５０にＥＶの再充電処理を行わせる。

電力割り当て決定部３１３は、再充電処理の実行後、再度、割り当てた未使用電力が活用されているかどうかを判断することもできる。この場合、再充電動作中の急速充電器３５０の充電電力値が、割り当て後の充電電力値として割り当て後充電電力値保持部３１１ｃに保持される。電力割り当て決定部３１３は、新たに保持された充電電力値と割り当て前の充電電力値とを比較して、上記と同様にして、急速充電器３５０が割り当てられた電力を活用しているかどうかを判断する。その結果、電力を活用していないと判断されれば、電力割り当て決定部３１３は、定電流充電区間で充電中のすべての急速充電器３５０に未使用電力を割り当ててもよい。なお、定電流充填区間で充電中の急速充電器３５０が他になければ、蓄電池３４０に充電する、あるいは売電するなど、他の処理を行う。

（例４：定電流充電区間で充電中のすべての急速充電器に割り当て）
例２では、定電流充電区間で充電中の急速充電器３５０に未使用電力を割り当てる場合、充電開始時刻が最も早い急速充電器３５０に割り当てるものとして説明した。しかし、定電流充電区間で充電中のすべての急速充電器３５０に未使用電力を割り当てることもできる。たとえ定電流充電区間で充電中であっても、ＥＶが追加の電力を要求しなければ、再び未使用電力が発生してしまう場合がある。

そこで、定電流充電区間で充電中のすべての急速充電器３５０に未使用電力を割り当てることで、例１で述べた効果に加え、１台の急速充電器に割り当てられる未使用電力は少しであっても、合計では十分に未使用電力を活用することができる。また、充電終了待ち時間については、ＥＶ１台の当たりの効果は少ないものの、同時に複数のＥＶの充電終了待ち時間を短縮することができる。このように、定電流充電区間で充電中のすべての急速充電器３５０への未使用電力の割り当ては、定電流充電区間で充電中の急速充電器３５０の数が多い場合に特に効果的である。

（例５：例４＋充電中でない急速充電器に割り当て）
定電流充電区間で充電中のすべての急速充電器３５０に加え、充電中でない少なくとも１台の急速充電器３５０にも未使用電力を割り当てることもできる。充電中でない急速充電器３５０にも未使用電力を割り当てることで、例４で述べた効果に加え、例えば、電力不足などでサービスを休止している急速充電器３５０がある場合、その急速充電器３５０に未使用電力を割り当て、サービス提供可能状態とすることができる。

（例６：必要最小充電電力値以上の電力を割り当て）
上述したすべての場合において、急速充電器３５０に未使用電力を割り当てる際、各急速充電器３５０により与えられる電力値が所定の電力値に満たない場合は、急速充電器３５０への未使用電力の割り当てを行わないようにすることが好ましい。この所定の電力値を、必要最小充電電力値という。ＥＶによっては、必要最小充電電力値以上与えないと充電電力不足と判断し、ＥＶ側が充電を開始しない場合がある。ＥＶ側が充電を開始しないと、急速充電器３５０は充電サービスを提供できない。従って、必ず必要最小充電電力値以上の電力を割り当てるようにすることで、充電電力不足で充電サービスを提供できなくなる事態を回避し、充電サービス事業者としてサービスの品質を維持することができる。

以上、ＥＶの充電サービスにおける未使用電力が生じた場合の電力管理について、例１から例６まで説明したが、これら例１〜６は、可能な範囲で任意に２つ以上組み合わせてもよい。以下に、急速充電器への未使用電力の割り当てのアルゴリズムの一例について説明する。以下に説明する例は、定電流充電区間で充電中の急速充電器に、例えば例１〜４の方法で未使用電力を割り当てた場合に、さらに、例６の方法で、充電中でない少なくとも１台の急速充電器にも残りの未使用電力を割り当てる具体的な方法であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、また、以下に示す考え方は、他の場合にも応用することができる。

定電流充電区間で充電中の急速充電器に例１〜４の方法で未使用電力を割り当てた後の残りの未使用電力値をＹ、充電中でない急速充電器の台数をｎ、ＥＶの必要最小充電電力値をＸ、ｎよりも小さい任意の自然数をａとする。この場合において、Ｙ≧ｎ×Ｘの場合、未使用電力を充電中でないすべての急速充電器に必要最小充電電力値以上で割り当てることができるので、充電中でないすべての急速充電器にＸｋＷ以上の電力を割り当てる。一方、Ｙ＜ｎ×Ｘの場合、すなわち、未使用電力値Ｙが、充電中でないすべての急速充電器に必要最小充電電力値Ｘを割り当てた場合の電力値よりも小さい場合は、次の２つのケースに分けることができる。第１のケースは、未使用電力値Ｙが必要最小充電電力値Ｘ未満である場合（Ｙ＜Ｘ）であり、第２のケースは、未使用電力値Ｙが、（ｎ−ａ）台の急速充電器に必要最小充電電力値Ｘを割り当てることのできる電力値である場合（Ｙ≧Ｘ×（ｎ−ａ））である。

第１のケースであるＹ＜Ｘの場合は、未使用電力を割り当てたとしてもＥＶ側が充電を開始しないため、いずれの急速充電器にも未使用電力を割り当てない。第２のケースであるＹ≧Ｘ×（ｎ−ａ）の場合、充電中でない急速充電器のうち任意の（ｎ−ａ）台にはそれぞれＸｋＷ以上の電力を割り当て、残りの急速充電器へは未使用電力を割り当てない。

第１のケースおよび第２のケースのどちらのケースになるかは、未使用電力値Ｙと必要最小充電電力値Ｘとを比較することで判断することができる。また、第２のケースの場合に、何台の充電中でない急速充電器に必要最小充電電力値Ｘを割り当てることができるかは、Ｙ≧Ｘ×（ｎ−ａ）に、ａ＝１から最大でａ＝ｎ−１までの値を代入していき、未使用電力値Ｙと必要最小充電電力値Ｘとの関係がこの不等式を満たすようになったときの（ｎ−ａ）の値から求めることができる。

また、上述したすべての例では、ある急速充電器３５０によるＥＶへの充電終了後に、充電中の急速充電器３５０が他に存在していることを前提に説明してきた。しかし実際には、充電のために店舗３００に来店しているＥＶが１台のみであり、そのＥＶへの充電が終了すると、未使用電力を割り当てるべき急速充電器３５０が存在しない場合もある。この場合は、電力割り当て決定部３１３は、充電終了により発生した未使用電力を他の急速充電器３５０へ割り当てない。

割り当てられなかった未使用電力は、売電することができるが、未使用電力の供給源によって、売電できる場合とできない場合がある。上述した例では、発電所１５０から供給される電力が未使用となった場合は、当然、売電はできない。また、急速充電の終了ではなく、例えばデマンドレスポンスにおいて余剰通知が発せられた場合に発生した未使用電力も売電することはできない。また、上述した例で、蓄電池３４０から供給可能な電力が未使用電力となった場合は、原理的には売電できるが、後の急速充電で使用できるため普通は売電しない。一方、上述した例にはないが、例えば、店舗３００が備えている太陽光発電装置からの電力が未使用となった場合は売電することができる。また、店舗３００に蓄電池制御装置３３０が併設され、かつ、未充電の蓄電池３４０が存在している場合は、電力割り当て決定部３１３は、蓄電池制御装置３３０に未使用電力を割り当てる旨の指令を受電装置３２０に送信するようにしてもよい。

次に、上述した電力管理手順の具体的な例を説明する。以下の説明では、図２に示すように、店舗には５台の急速充電器３５０Ａ〜３５０Ｅおよび１台の蓄電池制御装置３３０が電力利用設備として設置されており、これらに電力系統からの電力が受電装置３２０を介して供給されるものとする。また、各急速充電器３５０Ａ〜３５０Ｅおよび蓄電池制御装置３３０は、適宜の通信手段によって電力管理サーバ３１０との間で電気信号の送受信が可能である。なお、図２では、電力ラインを実線で示し、信号ラインを破線で示している。

図２に示すシステムにおける電力管理手順の一例を図３および４のフローチャートに示す。

電力管理サーバ３１０は、急速充電器の充電動作が開始されると（Ｓ９）、充電開始時刻を保持する（Ｓ１０）。充電開始時刻は、記憶装置３１１の充電開始時刻保持部３１１ａ（図１Ａ参照）に保持される。電力管理サーバ３１０は、急速充電器の充電操作が終了するまで上記の処理を繰り返す。したがって、その間に他の急速充電器が充電動作を開始すると、その都度、その急速充電器の充電開始時刻が保持される。

ある急速充電器の充電動作が終了する（Ｓ１１）と、電力管理サーバ３１０は、未使用電力を算出する（Ｓ１２）。未使用電力は、供給可能な電力量から急速充電器３５０Ａ〜３５０Ｅの使用電力を減算することによって算出することができる。ここで、急速充電器３００Ａの充電動作が終了し、残りのすべての急速充電器３５０Ｂ〜３５０Ｅが充電動作中であり、それら充電動作中の各急速充電器３５０Ｂ〜３５０Ｅの使用電力量が表１に示すとおりであるとする。

また、受電装置３２０から出力される電力が５０ｋＷ、蓄電池３４０から出力できる電力が２５ｋＷであるとすると、供給可能な電力は、これらを加えて７５ｋＷとなる。集電動作中のすべての急速充電器３５０Ｂ〜３５０Ｅの合計の電力は６５ｋＷであるから、未使用電力は１０ｋＷと算出される。

次に、電力管理サーバ３１０は、算出された未使用電力と必要最小充電電力値とを比較する（Ｓ１３）。未使用電力が必要最小充電電力値以下であれば、電力管理サーバ３１０は未使用電力を割り当てない（Ｓ２１）。ここでは、未使用電力が必要最小充電電力値よりも大きいものとして説明を進める。

未使用電力が必要最小充電電力値よりも大きければ、電力管理サーバ３１０は、次に、充電動作中の急速充電器があるかどうかを判断する（Ｓ１４）。判断の結果、充電動作中の急速充電器がなければ、電力管理サーバ３１０は、蓄電池３４０に充電可能かどうかを判断する（Ｓ１７）。充電動作中の急速充電器があれば、電力管理サーバ３１０は、充電動作中の急速充電器が定電流充電区間での充電であるか定電圧充電区間での充電であるかを判断する（Ｓ１５）。複数の急速充電器が充電動作中である場合は、定電流充電区間で充電動作している急速充電器が１台以上あれば、電力管理サーバ３１０は、充電動作中の急速充電器が定電流充電区間で充電動作中であると判断する。この判断は、電力管理サーバ３１０でも特に、充電区間判定部３１２にて実行される。本例では、表１に示したように、急速充電器３５０Ｂ〜３５０Ｅが充電動作中であるので、このステップによる判断がなされる。

充電区間の判断結果、定電流充電区間で充電している急速充電器がなければ、電力管理サーバ３１０は、充電動作中の急速充電器３５０Ｂ〜３５０Ｅへ未使用電力を割り当てず、蓄電池３４０に充電可能であるかどうかを判断する（Ｓ１７）。この判断結果、充電可能であれば、電力管理サーバ３１０は、蓄電池制御装置３３０に蓄電池３４０への充電を実施させ（Ｓ１９）、充電可能でなければ、次に、未使用電力を売電可能であるかどうかを判断する（Ｓ１８）。判断の結果、売電が可能であれば売電処理を実施し（Ｓ２０）、売電が可能でなければ未使用電力を割り当てない（Ｓ２１）。

未使用電力を売電するかどうかの判断は、オペレータが行うようにすることもできる。この場合、電力管理サーバ３１０は、売電するかどうかをオペレータに問い合わせ、オペレータはその問い合わせに応じて売電するかどうかを電力管理サーバ３１０に入力し、オペレータの入力に従って、売電に関する所定の処理を実行するように構成される。従って、電力管理サーバ３１０は、売電するかどうかの問い合わせ用画面を表示することができる表示装置、およびオペレータによる入力用の入力装置を有することができる。

説明を、充電区間が定電流充電区間であるかどうかを判断するステップ（Ｓ１５）に戻す。このステップで、定電流充電区間で充電動作中の急速充電器があれば、電力管理サーバ３１０は、その定電流充電区間で充電中の急速充電器のうち充電開始時刻の最も早い急速充電器に未使用電力を割り当てる。例えば、急速充電器３５０Ａの充電動作終了後の、他の急速充電器３５０Ｂ〜３５０Ｅの充電区間および充電開始時刻が表２に示すとおりであったとする。

この場合、充電開始時刻が最も早いのは急速充電器３００Ｂであるが、この急速充電器３００Ｂは定電圧充電区間で充電動作中である。定電圧充電区間で充電動作中の急速充電器３００Ｂは未使用電力の割り当て対象から外され、定電流充電区間で充電動作中の急速充電器３５０Ｃ〜３５０Ｅのうち充電開示時刻が最も早い急速充電器３５０Ｃに未使用電力を割り当てる。

次に、電力管理サーバ３１０は、急速充電器３５０Ｃに割り当てられた未使用電力が活用されているかどうかを判断する（Ｓ２２）。この判断は、前述したように、割り当て後の充電電力値と割り当て前の充電電力値とを比較することによって行うことができる。

割り当てられた電力が活用されていると判断されれば、未使用電力が割り当てられた急速充電器３５０ＣによるＥＶの充電動作が続行される。一方、割り当てられた未使用電力が活用されていないと判断されれば、電力管理サーバ３１０は、未使用電力が割り当てられた急速充電器３５０ＣにＥＶの再充電処理を行わせる（Ｓ２３）。

再充電中に、電力管理サーバ３１０は、急速充電器３５０Ｃに割り当てられた未使用電力が活用されているかどうかを再び判断する（Ｓ２４）。ここで、割り当てられた未使用電力が活用されていると判断されれば、未使用電力が割り当てられた急速充電器２５０ＣによるＥＶの充電操作が続行される。未使用電力が活用されていないと判断されれば、定電流充電区間で充電中の他の急速充電器３５０Ｄ、３５０Ｅにも未使用電力が割り当てられ、これによって、定電流充電区間で充電中のすべての急速充電器３５０Ｃ、３５０Ｄ、３５０Ｅに未使用電力が割り当てられる。

上述したステップのうち、未使用電力と必要最小充電電力値とを比較するステップ（Ｓ１３）および定電流充電区間で充電中の急速充電器があるかどうかを判断するステップ（Ｓ１５）のうち少なくとも一方は省略することもできる。また、充電開始時刻が最も早い充電器に未使用電力を割り当てるステップ（Ｓ１６）を省略し、その前のステップ（Ｓ１５）にて定電流充電区間で充電動作中の急速充電器があった場合に、その定電流充電区間で充電動作中の急速充電器に未使用電力を割り当てることもできる。この際、定電流充電区間で充電動作中の急速充電器が複数ある場合は、未使用電力を、定電流充電区間で充電動作中のすべての急速充電器に割り当ててもよいし、任意の１つ以上の急速充電器に割り当ててもよい。

また、上述した実施形態では、ＥＶの充電サービスにおける電力管理について説明したが、本発明は、ＥＶの充電に限らず、ある任意の施設における電気機器の電力管理に広く適用することができる。また、未使用電力は、ＥＶの充電が終了した場合に限らず、太陽光発電において余剰電力が発生した場合や、デマンドレスポンスにおいて余剰通知が発せられた場合などにも発生し、これらすべての未使用電力に対して本発明を適用することができる。

また、上述した実施形態では、エネルギー管理装置がＣＥＭＳサーバを有している場合を例に挙げて説明したが、本発明は、地域内のエネルギー管理システムに限らず、ＢＥＭＳ(Building Energy Management System）およびＦＥＭＳ（Factory Energy Management System）など、他のエネルギー管理システムと接続されている場合にも適用できる。例えば、マンションやビル等に充放電管理装置を設置する場合は、充放電管理装置は外部機関であるＢＥＭＳと接続されていてもよい。したがって、充電装置は、少なくとも一つの充電器が設置されていれば、上述したような店舗という形態に限らず任意の形態であってよい。

本明細書は、以下の発明を開示する。

（１） 複数の充電器と、
前記複数の充電器への給電を管理する電力管理サーバと、
を有し、
前記複数の充電器は、定電流定電圧充電方式により蓄電池を充電するものであり、
前記電力管理サーバは、
前記複数の充電器のうち充電動作中の充電器が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかを判定するように構成された充電区間判定部と、
前記定電流充電区間で充電動作中の充電器の少なくとも１つに、充電動作中の充電器の他の充電器から電力を割り当てるように構成された電力割り当て決定部と、
を有する電力管理システム。

（２） 前記電力管理サーバは、個々の前記充電器の充電動作開始時刻を保持するように構成された充電開始時刻保持部をさらに有し、
前記電力割り当て決定部は、前記定電流充電区間で充電動作中の充電器のうち充電動作開始時刻の最も早い充電器に電力を割り当てる上記（１）に記載の電力管理システム。

（３） 前記電力割り当て決定部は、さらに、割り当てた電力が活用されているかどうかを判断し、活用されていないと判断した場合、電力を割り当てた前記充電器に再充電処理を行わせるように構成されている上記（２）に記載の電力管理システム。

（４） 前記電力割り当て決定部は、割り当て前後での前記充電器による充電電力値を比較し、その比較結果を利用して、割り当てた電力が活用されているかどうかを判断する上記（３）に記載の電力管理システム。

（５） 前記電力割り当て決定部は、前記再充電処理中に、再度、割り当てた電力が活用されているかどうかを判断し、活用されていないと判断した場合、定電流充電区間で充電動作中のすべての充電器に電力を割り当てる上記（３）または（４）に記載の電力管理システム。

（６） 前記電力割り当て決定部は、前記定電流充電区間で充電動作中のすべての充電器に電力を割り当てる上記（１）に記載の電力管理システム。

（７） 前記電力割り当て決定部は、割り当てる電力が、前記蓄電池が機能するのに必要な最小充電電力値よりも大きい場合に、電力を割り当てる上記（１）から（６）のいずれかに記載の電力管理システム。

（８） 前記複数の充電器とは別に、前記蓄電池とは異なる第二の蓄電池への充電を制御する蓄電池制御装置をさらに有し、
前記電力割り当て決定部は、充電動作中のすべての充電器が前記定電圧充電区間での充電であることが前記充電区間判定部にて判定された場合、前記蓄電池制御装置に電力を割り当てる上記（１）から（７）のいずれかに記載の電力管理システム。

（９） 定電流定電圧充電方式にて蓄電池を充電する複数の充電器への給電を管理する方法であって、
前記複数の充電器のうち充電動作中の充電器が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかを判定するステップと、
前記定電流充電区間で充電動作中の充電器の少なくとも１つに、充電動作中の充電器の他の充電器から電力を割り当てるステップと、
を有する方法。

（１０） 個々の前記充電器の充電動作開始時刻を取得するステップをさらに有し、
前記電力を割り当てるステップは、前記定電流充電区間で充電動作中の充電器のうち充電動作開始時刻の最も早い充電器に電力を割り当てることを含む上記（９）に記載の方法。

（１１） 割り当てた電力が活用されているかどうかを判断するステップと、活用されていないと判断した場合、電力を割り当てた前記充電器に再充電処理を行わせるステップをさらに有する上記（１０）に記載の方法。

（１２） 前記割り当てた未使用電力が活用されているかどうかを判断するステップは、割り当て前後での前記充電器による充電電力値を比較するステップと、その比較結果を利用して、割り当てた電力が活用されているかどうかを判断するステップとを含む上記（１１）に記載の方法。

（１３） 前記再充電処理中に、再度、割り当てた電力が活用されているかどうかを判断し、活用されていないと判断した場合、定電流充電区間で充電動作中のすべての充電器に電力を割り当てるステップをさらに有する上記（１１）または（１２）に記載の方法。

（１４） 前記電力を割り当てるステップは、前記定電流充電区間で充電動作中のすべての充電器に電力を割り当てることを含む上記（９）に記載の方法。

（１５） 前記電力を割り当てるステップは、割り当てる電力が、前記蓄電池が機能するのに必要な最小充電電力値よりも大きい場合に、電力を割り当てることを含む上記（９）から（１４）のいずれかに記載の方法。

（１６） 前記複数の充電器とは別に、前記蓄電池とは異なる第二の蓄電池への充電を制御する蓄電池制御装置をさらに有し、
前記電力を割り当てるステップは、充電動作中のすべての充電器が前記定電圧充電区間での充電であることが判定された場合、前記複数の充電器とは別の、前記蓄電池とは異なる第二の蓄電池への充電を制御する蓄電池制御装置に電力を割り当てることを含む上記（９）から（１５）のいずれかに記載の方法。

（１７） 複数の充電器への給電を管理する電力管理装置であって、
前記複数の充電器のうち、充電動作中の充電器が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかを判定する充電区間判定部と、
前記定電流充電区間で充電動作中の充電器の少なくとも１つに、充電動作中の充電器の他の充電器から電力を割り当てる電力割り当て決定部と、
を有する電力管理装置。

１ 電力管理システム
１００ エネルギー管理装置
１１０ ＣＥＭＳサーバ
１５０ 発電所
２００ 充放電管理装置
２１０ 運用管理サーバ
２２０ 店舗情報管理サーバ
３００ 店舗
３１０ 電力管理サーバ
３１１ 記憶装置
３１２ 充電区間判定部
３１３ 電力割り当て決定部
３２０ 受電装置
３３０ 蓄電池制御装置
３４０ 蓄電池
３５０ 急速充電器

Claims (15)

1. 複数の充電器と、
   前記複数の充電器への給電を管理する電力管理サーバと、
   を有し、
   前記複数の充電器は、定電流定電圧充電方式により蓄電池を充電するものであり、
   前記電力管理サーバは、
   前記複数の充電器のうち充電動作中の充電器が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかを判定するように構成された充電区間判定部と、
   前記定電流充電区間で充電動作中の充電器の少なくとも１つに、充電動作が終了した他の充電器に与えられていた電力を割り当て、かつ、割り当てた電力が活用されているかどうかを判断し、活用されていないと判断した場合、電力を割り当てた前記充電器に再充電処理を行わせるように構成された電力割り当て決定部と、
   を有する電力管理システム。
2. 前記電力管理サーバは、個々の前記充電器の充電動作開始時刻を保持するように構成された充電開始時刻保持部をさらに有し、
   前記電力割り当て決定部は、前記定電流充電区間で充電動作中の充電器のうち充電動作開始時刻の最も早い充電器に電力を割り当てる請求項１に記載の電力管理システム。
3. 前記電力割り当て決定部は、割り当て前後での前記充電器による充電電力値を比較し、その比較結果を利用して、割り当てた電力が活用されているかどうかを判断する請求項２に記載の電力管理システム。
4. 前記電力割り当て決定部は、前記再充電処理中に、再度、割り当てた電力が活用されているかどうかを判断し、活用されていないと判断した場合、定電流充電区間で充電動作中のすべての充電器に電力を割り当てる請求項２または３に記載の電力管理システム。
5. 前記電力割り当て決定部は、前記定電流充電区間で充電動作中のすべての充電器に電力を割り当てる請求項１に記載の電力管理システム。
6. 前記電力割り当て決定部は、割り当てる電力が、前記蓄電池が機能するのに必要な最小充電電力値よりも大きい場合に、電力を割り当てる請求項１から５のいずれか一項に記載の電力管理システム。
7. 前記複数の充電器とは別に、前記蓄電池とは異なる第二の蓄電池への充電を制御する蓄電池制御装置をさらに有し、
   前記電力割り当て決定部は、充電動作中のすべての充電器が前記定電圧充電区間での充電であることが前記充電区間判定部にて判定された場合、前記蓄電池制御装置に電力を割り当てる請求項１から６のいずれか一項に記載の電力管理システム。
8. 定電流定電圧充電方式にて蓄電池を充電する複数の充電器への給電を管理する方法であって、
   前記複数の充電器のうち充電動作中の充電器が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかを判定するステップと、
   前記定電流充電区間で充電動作中の充電器の少なくとも１つに、充電動作が終了した他の充電器に与えられていた電力を割り当てるステップと、
   割り当てた電力が活用されているかどうかを判断するステップと、
   活用されていないと判断した場合、電力を割り当てた前記充電器に再充電処理を行わせるステップと、
   を有する方法。
9. 個々の前記充電器の充電動作開始時刻を取得するステップをさらに有し、
   前記電力を割り当てるステップは、前記定電流充電区間で充電動作中の充電器のうち充電動作開始時刻の最も早い充電器に電力を割り当てることを含む請求項８に記載の方法。
10. 前記割り当てた未使用電力が活用されているかどうかを判断するステップは、割り当て前後での前記充電器による充電電力値を比較するステップと、その比較結果を利用して、割り当てた電力が活用されているかどうかを判断するステップとを含む請求項９に記載の方法。
11. 前記再充電処理中に、再度、割り当てた電力が活用されているかどうかを判断し、活用されていないと判断した場合、定電流充電区間で充電動作中のすべての充電器に電力を割り当てるステップをさらに有する請求項９または１０に記載の方法。
12. 前記電力を割り当てるステップは、前記定電流充電区間で充電動作中のすべての充電器に電力を割り当てることを含む請求項８に記載の方法。
13. 前記電力を割り当てるステップは、割り当てる電力が、前記蓄電池が機能するのに必要な最小充電電力値よりも大きい場合に、電力を割り当てることを含む請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記複数の充電器とは別に、前記蓄電池とは異なる第二の蓄電池への充電を制御する蓄電池制御装置をさらに有し、
    前記電力を割り当てるステップは、充電動作中のすべての充電器が前記定電圧充電区間での充電であることが判定された場合、前記複数の充電器とは別の、前記蓄電池とは異なる第二の蓄電池への充電を制御する蓄電池制御装置に電力を割り当てることを含む請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 複数の充電器への給電を管理する電力管理装置であって、
    前記複数の充電器のうち、充電動作中の充電器が定電流充電区間であるか定電圧充電区間であるかを判定する充電区間判定部と、
    前記定電流充電区間で充電動作中の充電器の少なくとも１つに、充電動作が終了した他の充電器に与えられていた電力を割り当て、かつ、割り当てた電力が活用されているかどうかを判断し、活用されていないと判断した場合、電力を割り当てた前記充電器に再充電処理を行わせる電力割り当て決定部と、
    を有する電力管理装置。
    

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